Вітчизняна проєктна діяльність інституту
(період до 1991 року)

Початок інтенсивному розвитку інституту як організації, що проєктує мости, поклала робота над проєктом Київського міського мосту через р. Дніпро (сьогодні міст ім. Є.О. Патона) (рис. 8), що розпочалася у 1950 році. Цей міст було створено у тісній співдружності з Інститутом електрозварювання імені Є.О. Патона та з Є.О. Патоном особисто. Характерним у цьому проєкті було те, що всі з’єднання, і заводські, і монтажні, були виконані за допомогою зварювання.

Наступним знаковим об’єктом став запроєктований у 1955 році висячий пішохідний Парковий міст через р. Дніпро у м. Києві (рис. 9).

У 1958 – 1963 роках було розроблено проєкт залізобетонного вантового мосту через гавань р. Дніпро у м. Києві (рис. 10).

Далі з’явилися проєкти багатьох інших мостів, а саме: мостів із бісталевою прогоновою будовою за новою на той час конструктивною схемою «лань, що біжить» у містах Одесі (пішохідний) над вулицею Військовий спуск і у Кам’янці-Подільському (автодорожній) через р. Смотрич, на яких вперше у колишньому СРСР була використана сталева ортотропна плита з коробчастими поздовжніми ребрами (рис. 11), висячий пішохідний міст у м. Житомирі через р. Тетерів (рис. 12), підвісний вантовий пішохідний міст у м. Коростені через р. Уж, мости у м. Дніпро (колишня назва Дніпропетровськ) через р. Дніпро, біля м. Заліщики через р. Дністер, біля м. Первомайська через річки Південний Буг і Синюху, у м. Вінниці через р. Південний Буг, у містах Полтаві та Кобеляки через р. Ворсклу, біля м. Снятина через р. Прут, у м. Змієві через р. Мож, у м. Славуті через р. Горинь, у м. Ізюмі через р. Сіверський Донець, у м. Житомирі через р. Кам’янку, у м. Маріуполі (колишня назва Жданов) через р. Кальміус, у м. Новоукраїнці через р. Чорний Ташлик, прогін 109,2 м Дарницького залізничного мосту в м. Києві через р. Дніпро, унікальний криволінійний в плані мостовий перехід у м. Запоріжжі по спорудах греблі ДніпроГЕС та багато інших об’єктів. До речі, ортотропна плита мостового переходу по спорудах греблі ДніпроГЕС, на відміну від інших, була виконана у такий спосіб, що поздовжні ребра проходили крізь поперечні, не торкаючись до них. Зазначене надало можливість виконувати поздовжні шви автоматичним зварюванням, не перериваючи їх у місцях розташування поперечних ребер. Ба більше, коробчаста конструкція прогонової будови дозволила обпирати її на точкові опори існуючих конструкцій ексцентрично.

Важлива та вагома для м. Києва робота була проведена інститутом у 1982 році, коли він розробив проєкт реконструкції Паркового пішохідного мосту над Петрівською алеєю у м. Києві, що сполучає Міський сад і Хрещатий парк, оригінальний проєкт якого належить академіку Є.О. Патону. Міст мав металеву конструкцію та обпирався на металеві палі – по три палі на кожну з чотирьох опор (рис. 13). Цікавим є те, що будівництво мосту почалося влітку 1909 року, а відкриття – 22 листопада 1910 року.

Проте за сімдесятирічний період експлуатації опорні металеві конструкції мосту повністю вийшли з ладу у зв'язку з пошкодженнями від корозії. Відтак у 1983 році прогонову будову мосту довелося повністю замінити новою конструкцією за проєктом інституту зі збереженням авторської архітектурної форми, а старі конструкції демонтувати й перевезти до м. Переяслава (колишня назва м. Переяслав-Хмельницький) у музей народної архітектури та побуту.

Паралельно з проєктуванням мостів в інституті виконувався великий обсяг робіт з проєктування магістральних продуктопроводних (для транспортування нафти і газу) переходів через річки Прикарпаття та інші за різними конструктивними схемами: висячою, вантовою або арковою.

При цьому прогони переходів переважно становили сотні метрів.

Окрім проєктування мостів і продуктопроводних переходів інститут у післявоєнні роки (після закінчення Другої світової війни) брав активну участь у відновленні багатьох будівель та інженерних споруд. Варто зауважити, що всі роботи з відновлення були виключно індивідуальними, бо характер руйнування кожного об'єкту був іншим. І цілком зрозумілим є те, що цей факт вимагав нестандартного підходу до роботи, що безумовно призводило до зростання кваліфікації колективу. В той час інститут брав участь у відновленні водонапірних веж у містах Біла Церква, Черкаси та Полтава, надшахтних копрів для шахт Уральського регіону, кабель-кранів гранітних і лабрадоритних кар'єрів у Житомирський обл., перекриттів Національного академічного театру опери та балету України імені Т.Г. Шевченка, Національного цирку України, відбудові великої фізичної аудиторії та високовольтної лабораторії Київського політехнічного інституту, реконструкції Національного спортивного комплексу «Олімпійський» (колишня назва Республіканський стадіон імені М.С. Хрущова) та інших об'єктів у м. Києві.

Завдяки державній програмі відбудови об'єктів важкої промисловості після закінчення Другої світової війни в інституті сформувався напрям проєктування великопрогонових виробничих будівель із мостовими кранами великої вантажопідйомності й складним режимом експлуатації, характерними рисами якого є:

• орієнтованість на створення конструкцій, максимально пристосованих до перебігу тих виробничих процесів, заради яких створюється споруда;

• уніфікація конструктивних рішень як усередині об'єкта, так і для низки споруд однакового призначення (приміром, цехів прокатного виробництва);

• розроблення й упровадження прогресивних економічних типів конструкцій великопрогонових покриттів із використанням малоелементних ферм, вантових і мембранних конструкцій;

• використання індустріальних методів монтажу, таких як блоковий монтаж і підрощування під час реконструкції будівель зі збільшенням їхньої висоти;

• добре налагоджена система розроблення й контролю проєктних рішень, що створила умови для суттєвого скорочення строків проєктування.

Яскравими представниками робіт цього напряму слугують проєкти відділення безперервного розливання сталі на Алчевському металургійному комбінаті, найбільшого в країні випробувального корпусу Запорізького трансформаторного заводу (який згодом було відзначено премією Ради Міністрів СРСР) і великої високовольтної зали Запорізького заводу високовольтної апаратури в м. Запоріжжі (прогін завдовжки 60 м, а сама зала заввишки 60 м), найбільшого в Україні суднобудівного елінгу суднобудівного заводу «Море» у м. Феодосії (прогін завдовжки 96 м, а сам елінг заввишки 50 м) із двома підвісними кранами, кожен із яких облаштований двома візками вантажопідйомністю по 50 т для підйому великих блоків масою до 200 т, суднобудівних елінгів суднобудівних заводів у містах Миколаєві ДП «Миколаївський суднобудівний завод» (колишні назви Суднобудівний завод № 200 імені 61 комунара, Суднобудівний завод № 445) і «Океан» (із прогонами завдовжки 48 м, а самі елінги заввишки 45 м), Херсоні (на якому також запроєктована унікальна кранова естакада з краном вантажопідйомністю 1000 т), Керчі «Затока», Києві «Кузня на Рибальському» (колишня назва «Ленінська Кузня») (прогонами від 42 до 100 м) обладнані мостовими і підвісними кранами вантажопідйомністю від 50 до 300 т, механічного цеху заводу АТ «Перший київський машинобудівний завод» (колишня назва «Більшовик») у м. Києві, ангарних корпусів на летовищах міст Борисполя, Донецька і Миколаєва (з прогонами завдовжки від 48 до 136 м) і цеху грануляції шроту маслоекстракційного заводу в м. Полтаві.

Одночасно з проєктуванням промислових будівель в інституті розвивався напрям проєктування легких металоконструкцій. Виразний приклад цього напряму становить цикл робіт із створення в інституті конструкцій безкаркасних складчастих будівель, позитивні якості яких забезпечили їхнє масове використання. Також можна вказати на легкі покриття будівель сільськогосподарського призначення, на кшталт ферм із одиничних кутиків, розробником яких був інститут. Проводилися дослідження й конструювання малоелементних ферм із поясами з гнутозварних профілів, мембранних конструкцій панелей перекриття й інших конструкцій подібного типу.

Своєрідним був досвід проєктування низки багатоповерхових будівель із металевим каркасом, першим і визначним представником якого став каркас готелю «Київ» на вул. Михайла Грушевського, 26/1 в Печерському районі міста Києва, в якому в місцях перетину балок та колон переривались не балки, а колони (рис. 14).

Надалі за цим принципом були виконані каркаси інженерного та лабораторних корпусів Інституту електрозварювання імені Є.О. Патона Національної академії наук України, Національної бібліотеки України імені В.І. Вернадського (рис. 15), Апаратно-студійного корпусу Державного комітету телебачення і радіомовлення України, Будинку торгівлі, готелю «Форос» у кримському курортному селищі Форос, житлових будинків у м. Донецьку тощо. Варто зауважити, що дещо осторонь через свою відмінність від проєктів згаданих багатоповерхових будівель завдяки застосованому конструктивному рішенню, знаходиться унікальний та єдиний в усьому світі висотний суцільнометалевий виготовлений з нержавіючої сталі монумент «Батьківщина-Мати» Меморіального комплексу «Національний музей історії України у Другій світовій війні» в м. Києві, проєкт якого був розроблений в інституті протягом 1975 – 1980 років (рис. 16). Зазначимо, що досвід, набутий під час проєктування багатоповерхових будівель із металевим каркасом, вельми допоміг інституту вчасно та якісно закінчити проєктування цього монументу, незважаючи на його істотну конструктивну відмінність від звичайних багатоповерхових будівель.

Менш масштабною була робота із проєктування у 1984 – 1985 роках монументу «Воїн» меморіального комплексу «Битва за Дніпро» в районі колишнього Букринського плацдарму в с. Балико-Щучинці – місці висадки бійців 1-го Українського фронту під час форсування р. Дніпро восени 1943 року. Монумент являє собою облицьований гранітом залізобетонний п’єдестал заввишки 15 м, на якому встановлена бронзова фігура солдата, який стискає в руках прапор, що майорить над головою (рис. 17). Загальна висота монумента становить 31,5 м, висота фігури солдата дорівнює 16,5 м, а її вага сягає понад 50 т.

Потрібно сказати, що фігура солдата виконана досить традиційним способом і являє собою литу бронзову оболонку завтовшки від 10 до 15 мм, розкріплену на внутрішньому несному сталевому каркасі із застосуванням спеціально запропонованого конструктивного рішення, яке дозволило не тільки включити оболонку в спільну роботу з каркасом, а й тим самим знизити його металомісткість майже в два рази [49].

А зараз перейдемо до розгляду висотних споруд об’єктів зв’язку. І одразу вкажемо на те, що виняткове зростання обсягів звукового та телевізійного мовлення і, як наслідок, будівництва висотних споруд у колишньому СРСР у 50 – 60 роках минулого сторіччя стимулювало проєктування інститутом веж для Вінницького, Запорізького, Київського, Луганського, Новгород-Сіверського Чернігівській області, Олевського Житомирської області, Харківського, Херсонського (заввишки від 180 м до 350 м, окрім вежі в м. Києві) та щогл для Волочиського Хмельницької області, Дніпровського, Ізмаїльського, Керченського, Кременчуцького, Рівненського, Севастопольського, Тернопільського, Тячівського Закарпатської області (заввишки від 100 м до 240 м) телевізійних центрів.

Одночасно з цим із метою масового використання в галузі будівництва інститутом розроблений типовий проєкт під титулом «Витяжні вежі міжгалузевого призначення заввишки 90...180 м із одним газовідвідним стовбуром із металевих і неметалевих (текстофаоліту) матеріалів. Стальні конструкції тригранних витяжних веж заввишки 90, 120, 150 і 180 м» і типові проєкти виконання робіт під титулами «Уніфіковані витяжні вежі заввишки 90, 120, 150 та 180 м і діаметром 3 м. Проєкт виконання робіт із монтажу конструкцій методами нарощування та підрощування» і «Уніфіковані витяжні вежі заввишки до 180 м із діаметром стовбурів від 3 м до 4,8 м, які монтуються гелікоптером. Проєкт виконання робіт із монтажу конструкцій». Проведення всіх цих (а також інших не менш важливих) робіт дозволило інституту набути чималий досвід проєктування веж і щогл для радіо-, теле- та мобільного зв’язку та теплоелектростанцій і металургійних комбінатів.

Звернемо увагу читача на те, що запроєктована інститутом у період 1969  1973 років Київська телевізійна вежа заввишки 385 м була відкрита у липні 1973 року й на момент будівництва та протягом наступних 37 літ становила собою найвищу в усьому світі вільно стоячу суцільнозварну сталеву вежу, що має решітчасту конструкцію (рис. 18).

Одночасно ця вежа відрізнялася ще й тим, що для її спорудження було запропоновано і використано новий метод монтажу – так званий метод підрощування, який дозволяв вести монтаж не згори до долу, а навпаки – з долу до гори. Завдяки цьому було не тільки суттєво скорочено терміни монтажу вежі, а й завдяки паралельному веденню робіт – достроково виконано монтаж і наладку радіотехнічного обладнання. Поза тим, окремою та надзвичайно важливою перевагою метода підрощування була властива йому незалежність виконання робіт від погодних умов, та й просто їх зручність, понєваж всі зварювальні роботи виконувалися не на висоті, а на долі у повністю контрольованих і наближених до заводських умовах.

Разом з проєктуванням унікальних висотних споруд інститут виконував проєктування веж і щогл різного технологічного призначення: опори радіорелейних ліній зв’язку, антенно-щоглові системи для антенних сіток короткохвильового радіомовлення, димарі теплоелектростанцій, освітлювальні вежі футбольних стадіонів Національного спортивного комплексу «Олімпійський» і «Динамо» імені Валерія Лобановського. За проєктами інституту побудовано велику кількість антенно-щоглових комплексів, багато з яких мали вигляд системи щогл, об’єднаних горизонтальними відтяжками для спільної роботи (рис. 19).

Серйозний поштовх у професійному зростанні інституту відбувся на етапі розвинення телебачення. Інститут у складній боротьбі завоював авторитет кращого в колишньому СРСР проєктувальника висотних металевих конструкцій. У результаті цього за проєктами інституту була побудована низка телевізійних веж.

Першою з цих робіт була Санкт-Петербурзька (колишня назва Ленінградська) телевізійна вежа заввишки 315,30 м (рис. 20, в), одночасно з якою виконувався конкурсний проєкт Московської телевізійної вежі заввишки 506,65 м, на жаль, не реалізований (рис. 20, а). Далі відбулися проєкти Тбіліської та Єреванської телевізійних веж. За проєктами інституту були побудовані оригінальні телевізійні опори у містах Гродно та Вітебську, а також щогла-антена в м. Саратові. Слід відзначити також складний проєкт 1000 метрового діапазонного меридіанного типу з незаповненою апертурою хрестоподібного радіотелескопа Фізичного інституту ім. П.М. Лебедєва АН СРСР, що складався з розташованих у формі хреста двох антен Північ – Південь та Схід – Захід (рис. 21).

Великий обсяг робіт був проведений при проєктуванні опор радіорелейних ліній зв’язку. Зокрема, найвищі опори радіорелейних ліній Москва – Ярославль – Іванове – Кострома, Москва – Смоленськ запроєктовано в інституті.

До висотних споруд відносяться також димарі, проєктування яких із успіхом опанував інститут, значна кількість проєктів яких реалізовано за межами України. Найбільш показовими з них є чотиристовбурові димарі Іркутської ТЕЦ-11 ім. М.Я. Уфаєва заввишки 250 м (на рис. 22 ліворуч) і Оскільського електрометалургійного комбінату ім. О.О. Угарова заввишки 250 м у м. Старий Оскіл Білгородської обл. (на рис. 23 праворуч) та одностовбуровий димар Сумгаїтської ТЕЦ-1 заввишки 240 м.

А особливо унікальним виявився проєкт тристовбурового димаря заввишки 420 м мідного заводу Норільського гірничо-металургійного комбінату, підпертого на рівні 150 м шістьма ногами з труб діаметром 3,2 м із рознесенням їх точок обпирання на фундаменти по колу діаметром 160 м. Загальний діаметр оболонки димаря дорівнює 18,5 м, а кожного стовбура – 6 м. Понад те, додаткову унікальність цьому проєкту надавала ще й друга його складова, що зводилася до проєкту виконання монтажних робіт. Потреба ж у вказаному проєкті виникла через необхідність створення сприятливих умов для монтажних робіт на значній висоті в екстремальному кліматі (низькі температури, великі швидкості вітру, хуртовини, умови полярної ночі, часті та раптові зміни погоди) м. Норільська. З цією метою була передбачена спеціальна конструкція, яка складалася із замкненого шатра-тепляка, що огороджував зону монтажного механізму та підйомників, сполучених у єдиний агрегат, який послідовно пересувався у процесі монтажу з долу до гори. Проте цей проєкт залишився нереалізованим.

Із 1986 року інститут брав активну участь у програмах локалізації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС. За участю його провідних спеціалістів у 1986 році виконано проєктування несних конструкцій покриття існуючого об’єкта «Укриття» й стабілізації та підсилення вентиляційної вежі-димаря 3-го і 4-го енергоблоків цієї станції (рис. 24, 25).

Наступний важливий напрям робіт інституту пов’язаний з проєктуванням листових конструкцій, які підрозділяються на резервуари для зберігання різноманітних рідин, ізотермічні резервуари для зберігання скраплених газів, кульові ємності (іншими словами газгольдери) для зберігання газів під високим тиском, доменні печі, повітронагрівачі тощо. В інституті завжди існував відділ листових конструкцій, який виконував проєкти таких споруд. Причому працівники цього відділу накопичили такий досвід, що могли без розрахунку сказати, яку товщину металевого листа та з якої марки сталі слід замовити для виготовлення нижнього поясу резервуара будь-якої місткості.

Серед найзнаніших об’єктів цього напряму роботи інституту можна вказати на резервуарні парки нафтопровіду Велика Одеса – Броди з резервуарами ємністю 20000 м3 із плаваючою покрівлею (рис. 27) і нафтопереробних заводів у містах Ужгороді й Надвірній Івано-Франківської обл., газових терміналів у Великій Одесі (рис. 28, 29), нафтобази в м. Феодосії з резервуарами ємністю 1000 м3 для зберігання мазуту (рис. 30) та Одеського припортового заводу з резервуарами великої ємності для зберігання аміаку, карбаміду, метанолу та рідких комплексних азотних добрив (рис. 31).

Небезінтересним також є те, що в інституті, поза виконанням конкретних проєктних робіт, велика увага приділялася експериментальному відпрацюванню конструктивних рішень щодо нових типів резервуарів із метою їх подальшого застосування. Приміром, на замовлення ПАТ «Інститут транспорту нафти» були розроблені проєкти резервуарів великої ємності (50000 м3 і 750000 м3) для лінійної виробничо-диспетчерської станції «Броди», яка є єдиною проміжною насосною станцією на українській ділянці нафтопроводу «Дружба».

Варто звернути увагу читача до того факту, що з перших років свого існування інститут виконував роботи з обстеження, оцінювання технічного стану, відновлення працездатності та реконструкції промислових будівель і споруд. У процесі виконання такого виду робіт вдалося набути значний досвід вирішення достатньо специфічних проблем, характерні особливості яких стосуються наступного:

• забезпечення можливості проведення робіт без зупинки (чи з короткочасною зупинкою) технологічного процесу, що відбувається в будівлі;

• виявлення й аналізування резервів несної здатності конструкцій, що експлуатуються;

• уточнення особливостей просторової роботи каркасів;

• уточнення фактичних значень навантаг;

• підсилення сталевих каркасів із використанням принципу зміни розрахункової схеми.

Разом із тим було розроблено низку оригінальних технічних рішень, наприклад, метод підсилення підкранових конструкцій обмеженням зближення кранів завдяки нарощуванню буферів, або спосіб перебудови будівель без зупинки виробництва з використанням методу «пророщування», під час застосування якого передусім збільшується висота наявних колон крізь отвори в покритті, а вже потім на ці колони насувається (накочується) нове покриття вище рівня попереднього.

Причому найціннішим протягом цієї роботи було те, що надбаний інститутом багаторічний досвід не тільки не був «покладений в архів на полицю», проте навпаки успішно застосовувався при обстеженні та реконструкції доменних печей № 2, 3, 4 і 6 металургійного комбінату «Азовсталь» й № 2 і 5 металургійного комбінату ім. Ілліча в м. Маріуполі, агломераційного цеху металургійного комбінату «Запоріжсталь» у м. Запоріжжі, суднобудівних цехів Чорноморського суднобудівного заводу в м. Миколаєві, київських позакласних мостів через р. Дніпро - ім. Є.О. Патона, висячого Паркового на Труханів острів, вантового через гавань і багатьох інших.

Раніше вже зазначалось, що інститут завжди прагнув бути ініціатором впровадження у вітчизняне будівництво нових технічних рішень у галузі монтажу, таких як методи підрощування, підсилення підкранових конструкцій, пророщування та метод насування. Водночас інститут є автором інших оригінальних технічних і технологічних розробок, а саме монтажу конструкцій за допомогою гелікоптерів. Вказані рішення й розробки були впроваджені при проєктуванні та будівництві великої кількості об'єктів, серед яких можна відмітити Київську телевізійну вежу, велику високовольтну залу в м. Запоріжжі, завод радіально-свердлильних верстатів у м. Одесі, будівлю Національного центру ділового та культурного співробітництва «Український дім» у м. Києві тощо.

Особливий наголос слід зробити на важливих об'єктах культури, мистецтва, спорту та історичної спадщини, обстежених та реконструйованих фахівцями інституту, зокрема це Національний академічний театр опери та балету України ім. Т.Г. Шевченка і Національна філармонія України в м. Києві, Одеський національний академічний театр опери та балету, Харківський національний академічний театр опери та балету імені М.В. Лисенка, найбільша концертно-мистецька установа м. Києва та всієї України Національний палац мистецтв «Україна», Національний центр «Український дім» і Палац спорту в м. Києві в частині металевих конструкцій перекриттів, покриттів і світлопрозорих ліхтарів, найстаріша києво-руська споруда, яка збереглась до наших днів, унікальна пам'ятка древнього зодчества часів Київської Русі, визначний і загальновідомий пам'ятник архітектури ХІ сторіччя «Золоті ворота» в м. Києві в частині внутрішнього тримального металевого каркасу (рис. 32).

Незважаючи на те, що Київське особливе бюро № 3 «Проектстальконструкція» було створене для відновлення зруйнованих мостів й інших інженерних споруд України, його діяльність уже з самого початку виходила за встановлені йому територіальні рамки. Вказане було пов’язане з тим, що в середині двадцятого сторіччя в колишньому СРСР існував гострий дефіцит проєктних організацій, обізнаних із проєктуванням будівельних металевих конструкцій, і саме тому роботи, відповідно до спеціалізації тієї чи іншої організації, доручали виконувати саме їй, незалежно від територіального розташування об’єкта. Київське особливе бюро № 3 «Проектстальконструкція», а згодом – Проектна контора «Проектстальконструкція» мали досвід проєктування мостів, з огляду на що проєкти мостів і великопрогонових перехідних споруд електро- та продуктопроводів не тільки в Україні, але і в інших республіках колишнього СРСР часто-густо виконувалися в м. Києві.

Великий обсяг робіт за межами України був пов’язаний з проєктуванням магістральних продуктопроводних переходів (для транспортування нафти, газу та гасу) через річки Амудар’ю, Ангару, Сирдар’ю та інші за різними системами: висячою з підтримуючими канатами, висячою з вантовими фермами або арковою. При цьому прогони переходів досягали сотень метрів. Наприклад, прогони висячих переходів із підтримуючими канатами мали такі довжини: через р. Амудар’ю – 950 м, через р. Сирдар’ю – 800 м і через р. Ангару – 450 м (рис. 33), а прогін висячого переходу з вантовими фермами через р. Амудар’ю – 390 м (рис. 34). У той час також були запроєктовані та зведені висотні перехідні опори ліній електропередачі через р. Дніпро поблизу м. Києва, через р. Північну Двіну в м. Архангельську, через р. Зею в м. Благовєщенську та інші.

Найбільш вагомою галуззю промисловості в роботі інституту була металургія. Підприємствами, для яких розроблював проєкти інститут, були металургійні комбінати «Запоріжсталь», «Криворіжсталь», «Азовсталь», «ім. Ілліча», Алчевський, Донецький, Єнакіївський та Макіївський, і підприємства інших республік СРСР – Іжорський металургійний завод, завод «Лентрубосталь», Карагандинський металургійний комбінат, Руставський металургійний завод, Тбіліський завод «Центроліт», металургійний комбінат «Сибелектросталь» та інші.

Також були запроєктовані мартенівський цех заводу «Сарканайс Металургс» (Латвійська РСР), прокатні й мартенівський цехи на Орсько-Халіловському металургійному комбінаті й цехи прокату динамної і товстолистової сталі та холодного прокату вуглецевої сталі на Новолипецькому металургійному комбінаті, трубопрокатний цех Синарського комбінату, відділення оцинкування автолиста на Череповецькому металургійному комбінаті, внаслідок чого інститут отримав найбільший у колишньому СРСР досвід проєктування об’єктів прокатного виробництва. З урахуванням вказаного згодом було запроєктовано ще понад п’ятдесят прокатних цехів.

На Кара-Тауському гірничо-хімічному комбінаті (Казахська РСР) був запроєктований і побудований найбільший у колишньому СРСР арковий склад прогоном 100 м. Виконувалися й інші унікальні роботи, зокрема, випробувальній корпус Сибірського наукового інституту авіації з силовою стелею і підлогою, де передбачалася можливість навантаження силою 300 т у довільній точці.

У 1960 – 1970 роках інститут як технологічна організація створював індустрію виготовлення будівельних металевих конструкцій в Україні. У той же час у Російській Федерації за проєктами інституту були побудовані або реконструйовані Новокузнецький, Шадринський, Батайський та Виксуньський заводи металевих конструкцій.

Великого професійного досвіду набули працівники інституту в процесі проєктування авіаційних ангарів. Окрім ангарів на летовищах міст Борисполя, Вінниці та Донецька, інститут запроєктував низку ангарів у Російській Федерації. І перший з них – це ангар прогоном 85 м на летовищі «Шереметьєво», де по металевих фермах за допомогою гелікоптера були укладені сталеалюмінієві панелі. Ще один ангар на летовищі «Шереметьєво» був запроєктований для Науково-дослідного інституту цивільної авіації, де були використані мембранні панелі розміром 12×3 м із утеплювачем із пінопласту, що дозволило різко зменшили витрати сталі.

Серія ангарів була запроєктована з використанням малоелементних ферм. Такі ферми складаються з коробчастих профілів, мають аркоподібний верхній пояс і невелику кількість розкосів, завдяки чому їм властива невелика маса і простота у виготовленні. Таку конструкцію мають ангари в аеропортах міст Вінниця, Самара (колишня назва Куйбишев), Якутська (два) і Магадана (два). Ангар в аеропорту м. Уфа вирішений у вигляді структурного покриття, а в аеропорту м. Донецька – складчастої безкаркасної конструкції.

Цікаво відзначити, що така легка безкаркасна конструкція спочатку призначалася для ангарів сільськогосподарської авіації, але виявилася доволі зручною і для інших потреб. Останнє зумовило її масове виготовлення на декількох спеціалізованих заводах, завдяки чому на території колишнього СРСР встановлено понад 400 таких споруд.

Загалом інститутом було запроєктовано 25 великих ангарів. До того ж за проєктами інституту були побудовані: перший у колишньому СРСР посадковий павільйон на летовищі «Шереметьєво» – так званий «Келих» (рис. 35) і аеровокзальні комплекси у містах Таллінні (який 29 березня 2009 року названий на честь другого Президента Естонії Леннарта Мері, рис. 36) й Баку ім. Гейдара Алієва (колишня назва Міжнародний аеропорт Біна).

А наприкінці цього розділу зазначимо, що в інституті існує підрозділ із функціями генерального проєктувальника, який успішно працює у тісній взаємодії із замовниками. За генеральними проєктами інституту практично створена індустрія виготовлення металевих конструкцій в Україні –реконструйовано чи модернізовано заводи металевих конструкцій у містах Дніпрі (ПАТ «Завод металоконструкцій «УКРСТАЛЬ ДНІПРО» (колишня назва ім. І.В. Бабушкіна) та № 2), Донецьку, Запоріжжі, Краматорську, Кривому Розі, Макіївці, Маріуполі (Азовсталь й ім. Ілліча), Миколаєві та Харкові. Запроєктовано та побудовано нові – Житомирські заводи металевих й огороджувальних конструкцій, Кам’янець-Подільський завод легких металевих конструкцій і єдині в Україні Броварський завод алюмінієвих конструкцій та Броварський завод порошкової металургії.

Вітчизняна проєктна діяльність інституту
(період після 1991 року)

Діяльність інституту після відновлення незалежності України 24 серпня 1991 року фактично становить собою логічне продовження його проєктної справи до цієї дати за всім раніше опрацьованим традиційним спектром робіт. Натомість відгукуючись на нові виклики (національно-культурні, технічні та технологічні) та об’єктивні зміни у ринковій економіці інститут не тільки зберіг набутий у період із 1944 до 1991 року досвід, а й опанував нові напрями своєї діяльності, серед яких можна виділити найголовніші, а саме: проєктування, обстеження та відновлення об’єктів української християнської спадщини, проєктування нових об’єктів спортивної, залізничної, виставкової та торговельної інфраструктури, обстеження й проєктування мостових споруд, великих конвеєрних естакад, об’єктів енергетичного комплексу й гірничодобувної промисловості, відновлення пошкоджених або зруйнованих під час ракетних ударів московитських агресорів різних інженерних споруд і будівель тощо. Відтак послідовно розглянемо всі згадані вище напрями робіт інституту. А розпочнемо з такого нового неординарного виду робіт, який виник вслід за відновленням незалежності України, і охоплює проєктування, обстеження та відновлення об’єктів української християнської спадщини.

Але передусім вкажемо на те, що церковне будівництво в усі часи було не тільки характерною ознакою, а й віддзеркаленням проявів національної архітектурно-будівельної традиції України, пов’язаної з проєктуванням, спорудженням, обстеженням, реставрацією та ремонтом сакральних споруд, призначених для богослужінь. Проте світ староруського церковного мистецтва після доволі довгої перерви почав відроджуватися лише з відновленням незалежності України, коли археологи та історики архітектури відтворили первісні форми величних архітектурних споруд. Услід за тим по всіх усюдах країни розгорнулося і триває відновлення та будівництво нових соборів, церков, капличок. У такий спосіб відродження соборів і церков фактично стало символом каяття перед пам’яттю предків, символом нашої спокути панування епохи історичного мракобісного матеріалізму та шаленого войовничого атеїзму.

ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського» майже відразу долучився до цих процесів і брав безпосередню участь у проєктуванні багатьох знакових для м. Києва та всієї України релігійних споруд. І за всіма правами на чолі цієї низки об’єктів знаходиться така всесвітньо відома споруда як Михайлівський Золотоверхий монастир, перша згадка про який міститься в літописі 1108 року. Нагадаємо також про те, що цей монастир було зруйновано більшовицькою владою 14 серпня 1937 року після підриву приблизно 2,5 тисяч зарядів амоналу, відновлення проводилося протягом чотирьох років від 1995 року до 1998 року, а відкриття по закінченню реставрації – на День Києва у 1998 році (рис. 41).

Під час відновлення Михайлівського Золотоверхого монастиря виготовлення робочої документації марок КМ (конструкції металеві) і КД (конструкції дерев’яні) каркасів семи бань його собору проводилося інститутом у 1997 році. Несні конструкції каркасу бань виконані не утепленими та пристосованими для експлуатації на відкритому повітрі в умовах середньо агресивного середовища. Нижні бані й маківки шести менших куполів собору у своєму завершеному вигляді утворювалися з монтажних блоків повної заводської готовності. Що ж стосується нижньої бані найбільшого центрального куполу, то на відміну від усіх інших, вона укрупнювалася безпосередньо на будівельному майданчику з восьми просторових блоків повної заводської готовності та балок, що надходили на укрупнення розсипом. Оскільки іконостас, середня баня та маківка мали менші розміри, то вони надходили на монтаж у повністю зібраному виді. Всі монтажні блоки поставлялися на будівельний майданчик автотранспортом облаштованими дерев’яними елементами, що відтворювали зовнішню поверхню бань.

В частині металевих каркасів монтажних блоків бань зазначимо, що вони складаються зі стрижнево-балочних елементів із вуглецевої сталі марок С235, С245, С255. Заводські з’єднання елементів каркасів прийняті зварними, а монтажні – на болтах нормальної точності. Однак із огляду на умови експлуатації споруди було рекомендовано всі монтажні стикові з’єднання на болтах вважати тимчасовими, а тому після закінчення монтажу та перевірки проєктного положення конструктивних елементів (із можливим рихтуванням їх геометрії за горизонталлю та вертикаллю) обварити болти монтажними швами з катетом не менше ніж kf = 4/100 на кожному стику в доступних місцях.

Другим визначним об’єктом, в обстеженні та розробленні проєкту ремонту якого брав участь інститут, є Велика дзвіниця Києво-Печерської Лаври, спорудження якої було завершено в 1744 році (рис. 42).

Обстеження розташованих у внутрішньому просторі Великої дзвіниці Києво-Печерської лаври основних металоконструкцій було проведено у 1992 році. За результатами обстеження металоконструкцій були складені відомості дефектів, в яких наводився їх послідовний ретельний опис і характеристика та методи усунення. Зауважимо, що значний обсяг роботи полягав у обмірах основних геометричних розмірів каркасу купола і маківки, а також перерізів його елементів. Водночас спеціалісти інституту взяли участь в огляді металевих закладних деталей частково зруйнованого карниза третього ярусу, під час якого були відібрані зразки металу та виконані хімічні аналізи металу елементів каркасу купола і портальних балок із метою визначення орієнтовних міцнісних характеристик металу та встановлення можливості його зварювання.

Зважаючи на результати обстеження споруди з метою забезпечення подальшої експлуатації металоконструкцій Великої лаврської дзвіниці загалом рекомендовано усунути всі виявлені дефекти, задля чого слід розробити кресленики в’язів, вирішити питання їх анкерування в цегляній стіні, а також питання виготовлення і монтажу.

Окремий наголос у рекомендаціях зроблено на відновленні деяких деталей металоконструкцій, зокрема: металевої частини маршових сходів, які навкруги охоплюють вартову шахту між рівнями від +43,470 м до +61,000 м, металевих конструкцій купола дзвіниці, закріплень встановлених у куполі дзвіниці сходових маршів і майданчиків, фіксаторів люків великого куполу та малого куполу маківки тощо.

Наступним знаним об’єктом, в обстеженні та розробленні проєкту ремонту якого брав участь інститут, є дзвіниця Софійського собору в м. Києві, будівництво якої було завершено в 1706 році (рис. 43).

Обстеження розташованих у внутрішньому просторі дзвіниці Софійського собору в м. Києві основних металоконструкцій було здійснено в 1999 році. Робота проводилась із метою виявлення дефектів, пошкоджень окремих елементів конструкцій (технічна документація на які зі зрозумілих причин була відсутня), визначення несної здатності й можливості їх подальшої безпечної експлуатації. За результатами обстеження було рекомендовано поновити антикорозійний захист металоконструкцій та зазначено, що після виконання усіх вимог і рекомендацій з усунення дефектів металоконструкцій сходів, майданчиків і балконів вони будуть придатні до подальшої експлуатації.

Черговий об’єкт, в обстеженні та розробленні проєкту ремонту якого брав участь інститут, являє собою Свято-Троїцький собор у м. Яготині Бориспільського району Київської області, який було побудовано у 1800 році, а у 1936 році за більшовицької влади собор було повністю зруйновано й перетворено на купу каміння. Відновлення собору розпочалося у 1999 році, поступово продовжувалось до 2015 року, а після його завершення 2 січня 2016 року собор був освячений і відкритий для відвідування (рис. 44).

Необхідність обстеження і підсилення металевих конструкцій куполу Свято-Троїцького собору в м. Яготині виникла внаслідок пожежі, яка трапилася у міжферменному просторі купола в 2010 році. При обстежені були виявлені численні істотні викривлення верхніх поясів і розкосів ферм у межах їх середньої довжини. Також були зафіксовані суттєві деформації верхнього опорного кільця купола, яке після пожежі фактично отримало еліпсоїдальну форму, позаяк зміни його діаметра досягали 50 мм. Поза тим, результати обстеження та вивчення проєктної документації дозволили встановити, що під час спорудження куполу, по-перше, не були змонтовані передбачені проєктом розпірки по поясах ферм і, по-друге, сам проєкт не містить систему в’язів для забезпечення загальної стійкості споруди. За результатами обстеження з метою забезпечення працездатності конструкцій рекомендовано провести їх підсилення.

Під час підсилення металевих конструкцій куполу виготовлення робочої документації марки КМ (конструкції металеві) проводилося інститутом у 2010 році. Підсилення металевих конструкцій купола рекомендовано проводити за допомогою встановлення додаткових дванадцяти балок, які сприймають усю розрахункову навантагу від конструкцій куполу і кліматичних впливів. Балки підсилення запроєктовані зі зварного двотавра заввишки 240 мм із радіусом заокруглення 8 м по верхньому поясу балки. В двох місцях за довжиною балок запроєктовані ферми, які здійснюють передачу навантаг із існуючої конструкції куполу на балки підсилення. Додатково запроєктована система розпірок і в’язей по верхнім поясам ферм і балок, які забезпечують загальну стійкість металоконструкцій, а також верхнього опорного кільця.

Наступний цікавий об’єкт становить Храм преподобного Сергія Радонезького, який знаходиться в м. Києві за адресою вул. Уманська, буд. 14 (рис. 45).

Проєктування металоконструкцій та чотирьох тонкостінних залізобетонних оболонок покриття складної геометричної форми храму преподобного Сергія Радонезького виконано інститутом протягом 2005 – 2006 років, причому проєктом було передбачено, що всі оболонки повинні будуватись із застосуванням методу торкретування (рис. 46).

Зазначимо, що центральний купол храму має геометричну форму гладкої тонкостінної сферичної оболонки обертання К1 із тотожними радіусами кривини меридіонального і кільцевого перерізу, короткі циліндричні оболонки покриття храму К2 і К4 розташовані на прямокутному плані та обпираються на несні цегляні стіни, а оболонка К3 перекриває апсиду, спирається на розміщені на несних цегляних стінах сталеві балки та має складну геометричну форму зімкнутого склепіння. Що ж стосується армування оболонок, то загалом потрібне армування приймалось із огляду на їх безмоментний напружений стан виходячи не з розрахункових, а з конструктивних міркувань і з врахуванням технологічних особливостей нанесення бетонної суміші на поверхню залізобетонної оболонки під тиском (методу торкретування). Для армування застосовувалась сітка з осередком 25×25 мм із дротів діаметром 1,4 мм. У такий спосіб площа поперечного перерізу арматури на 1 погонний метр довжини складала 0,616 см², що сприяло збільшенню загальної жорсткості конструкції з метою сприйняття згинальних моментів у приконтурних зонах оболонок.

Далі з’явилися інші об’єкти української християнської спадщини, у проєктуванні та обстеженні яких брав участь інститут, а саме: у 1998 році була розроблена робоча документація марки КД (конструкції дерев’яні) покриття будівлі Міжнародного християнського гуманітарного центру, який знаходиться в м. Києві за адресою вул. Гетьмана Павла Полуботка, буд. 13 (рис. 47), у 2000 році була розроблена робоча документація марки КМ (конструкції металеві) купола та шатра дзвіниці церкви в с. Вузлове Берегівського району Закарпатської області Української греко-католицької церкви (рис. 48), у 2001 році були запроєктовані металоконструкції внутрішнього простору каплиці Хрещення Господня Православної церкви України, яка розташована в мальовничому місці на набережній Дніпра у столичному Гідропарку (рис. 49) і у 2004 році були проведені експертиза проєктних рішень і обстеження технічного стану металоконструкцій Української православної хрестовоздвиженської церкви в с. Снігури Житомирської області (рис. 50), за результатами яких надані відповідні рекомендації з метою підвищення їх експлуатаційного стану.

До вкрай важливої, відповідальної та багатоетапної роботи був залучений інститут при реконструкції у 2001 році Майдану Незалежності у м. Києві. По-перше, інститут запроєктував конструкції усіх численних надземних світлопрозорих ліхтарних куполів над підземними торговельними площами майдану, зокрема і над відреставрованими залишками старовинних Лядських воріт – давньоруської брами, що згадується у Іпатському літописі під 1151 роком (рис. 51).

По-друге, інститут запроєктував монумент Незалежності України, прийнятий у вигляді закріпленої на залізобетонному постаменті заввишки 12 м облицьованої гранітом сталевої колони, яка закінчується капітеллю на рівні 50,25 м і бронзовою фігурою дівчини (Берегині) з позолоченою калиновою гілкою в руках заввишки 11 м (рис. 52). Таким чином, загальна висота монумента становить 62 м.

Зауважимо, що конструктивно металева колона має вигляд регулярної восьмигранної призми з поясами із зварних балок, кільцевими діафрагмами, крок яких за висотою дорівнює 3 м, та центральним блоком гвинтових сходів. Кільцеві діафрагми призначені для навішування на них плит гранітного облицювання, які кріпляться до каркасу за методом так званого «сухого» монтажу – з використанням спеціальних металевих напрямних і кріплень.

Поза тим, одне з важливих інженерних завдань, яке було вирішено при проєктуванні колони, становило забезпечення зниження рівня її коливань. Зазначена проблема полягала в тому, що внаслідок прийнятої форми скульптури та її досить великої навітряної площі, при деяких кутах спрямування вітру в плані виявлялася нестійкість підйомної сили. Тому з метою гарантованого забезпечення надійності експлуатації монумента були проведені експериментальних дослідження моделі вінчаючої фігури в аеродинамічній трубі ТАД – 2 Національного авіаційного університету, за результатами яких передбачено розміщення у верхній частині колони пристрою антивібраційного захисту типу динамічного маятникового гасника коливань із демпфером сухого тертя.

І нарешті, на третьому завершальному етапі інститут запроєктував пішохідний міст над вул. Алея Героїв Небесної Сотні (колишня назва Інститутська) між Міжнародним центром культури і мистецтв Федерації профспілок України «Жовтневий палац» і готелем «Україна», який напрочуд органічно вписався в загальний архітектурний ансамбль майдану (рис. 53).

До речі, цей міст відіграв певну роль у ході Революції Гідності у листопаді 2013 року – лютому 2014 року, коли протестувальники використовували його під час сутичок із спецпідрозділом «Беркут» та військовослужбовцями Внутрішніх військ МВС при спробах зачистки Євромайдану.

Одночасно з проєктуванням, обстеженням та відновленням об’єктів української християнської спадщини та участю у реконструкції Майдану Незалежності в інституті проводився великий обсяг робіт щодо проєктування нових об’єктів спортивної, транспортної, виставкової та торговельної інфраструктури.

В частині участі інституту в проєктуванні об’єктів спортивної інфраструктури перш за все вкажемо на те, що в процесі підготовки України до проведення фінального турніру чемпіонату Європи 2012 року з футболу інститут був залучений до реконструкції існуючих і проєктування нових стадіонів для проведення матчів чемпіонату Європи 2012 року з футболу. І перший з цих стадіонів – стадіон НСК «Олімпійський» в м. Києві рішенням УЄФА був включений до складу чотирьох стадіонів Україні для проведення групових та чвертьфінальних матчів, а також фінального матчу чемпіонату Європи 2012 року з футболу (рис. 54).

Інститутом виконано проєктування металевих конструкцій найбільш відповідального і складного елементу стадіону НСК "Олімпійський" висячого покриття над його трибунами з вильотом від 65 до 69 м і площею 48500 м², яке не лише належить до найбільших у світі покриттів над спортивними аренами, а й одночасно вдало поєднує архітектурно-естетичні і експлуатаційні властивості. Поза тим відмінні особливості покриття полягають у тому, що:

металеві опорні колони покриття винесені за чашу стадіону і не обпираються на його трибуни, тим самим не передаючи на них додаткову навантагу;

покриття має в плані вид овального кільця, являє собою великопрогонову висячу двошарову радіально-кільцеву систему і конструктивно складається з верхніх та нижніх радіальних вантів діаметром від 55 до 85 мм, підвісок і внутрішнього контурного кільця;

в якості огороджувальної конструкції покриття прийнята мембранно-тканинна система з синтетичного армованого скловолокном полотна, ламінованого тефлоном із обох сторін, яке має високу міцність, негорючість і прозорість;

поверхня покриття може зазнавати необхідних змін своєї геометрії в залежності від умов довкілля, причому процес формозміни здійснюється під керуванням спеціально розробленої комп'ютерної системи, унаслідок чого створюються умови для якісної аерації й збільшення тривалості природного освітлення трав'яного газону, контролю за температурно-вологісним режимом та усунення можливості виникнення парникового ефекту.

Конструктивна схема висячого покриття складається з двох основних несних підконструкцій, перша з яких становить каркас, що налічує вісімдесят колон й верхнє і нижнє силові кільця, а друга містить всі тросові елементи, а саме: внутрішнє тросове кільце, систему верхніх і нижніх радіальних тросових розтяжок і систему вертикальних з'єднувальних тросів (рис. 55, 56).

Другим із чотирьох залучених УЄФА до проведення групових та чвертьфінальних матчів чемпіонату Європи 2012 року з футболу стадіонів Україні є стадіон «Донбас Арена» у м. Донецьку (рис. 57).

Інститутом проведена експертиза прийнятих проєктних рішень металевих конструкцій найбільш відповідального і складного елементу стадіону «Донбас Арена» – покриття над його трибунами (включаючи оцінку механічних властивостей сталей імпортного виробництва і технології їх зварювання), понєваж будівництво стадіону проводила будівельна компанія «Enka Insaat ve Sanayi A.S.» (Турецька Республіка), а проєктування і виготовлення металевих конструкцій покриття над трибунами – будівельні компанії «MERO Structures, Inc.» (Федеративна Республіка Німеччина) і «CIMTAS Celik Imalat Montaj ve Tesisat A.S.» (Турецька Республіка).

Покриття загальною площею близько 33400 м² має форму овального кільця і дещо нахилене у південному напрямі задля збільшення тривалості природного освітлення трав’яного газону. Головними металевими конструкціями покриття є просторові консольні радіальні ферми завдовжки близько 60 м, на які обпираються структурні блоки у формі кільцевих секторів із габаритними розмірами у плані 60×60 м і 60×30 м. Своєю чергою кожен структурний блок покриття обпирається на дві сусідні радіальні ферми, на одній з яких опори шарнірно закріплені у трьох взаємно перпендикулярних напрямах, а на іншій – тільки у вертикальному напрямі, забезпечуючи, у такий спосіб, можливість переміщення вузлів у площині нижніх поясів просторових радіальних ферм до 140 мм.

Третім з чотирьох залучених УЄФА до проведення групових та чвертьфінальних матчів чемпіонату Європи 2012 року з футболу стадіонів Україні є стадіон «Арена Львів» у м. Львові (рис. 58).

Інститутом виконане проєктування металевих конструкцій найбільш відповідального і складного елементу стадіону «Арена Львів» – покриття над його трибунами.

Покриття загальною площею близько 29000 м² має ухил біля 5 градусів у бік зовнішнього контуру і розташовується на різних рівнях із плавним зниженням у напрямку південних і південно-західних трибун, що дозволило збільшити тривалість природного освітлення трав’яного газону футбольного поля. У зонах південних, східних і північних трибун покриття спирається на залізобетонні пілони, а у зоні західних трибун – на залізобетонні колони каркасу основної будівлі стадіону. Покриття разом із залізобетонним каркасом чаші стадіону розділене антисейсмічними швами на конструктивні блоки, довжина яких не перевищує 50 м. Як основні несні конструкції покриття застосовані об’єднані системою в’язів та прогонів у цілісну систему просторові кроквяні ферми з вильотом консолей до 53 м, елементи яких прийняті з круглих сталевих труб. Відтак витрата сталі на покриття з урахуванням металевих конструкцій верхніх частин пілонів становить 3100 т.

І нарешті четвертим та останнім із чотирьох залучених УЄФА до проведення групових і чвертьфінальних матчів чемпіонату Європи 2012 року з футболу стадіонів Україні є стадіон ОСК «Металіст» у м. Харкові (рис. 59).

Інститутом запроєктовані металеві конструкції найбільш відповідального і складного елементу стадіону ОСК «Металіст» – покриття над його трибунами, а також трибун для глядачів.

Покриття загальною площею близько 24860 м² (включаючи 7765 м² площі світлопрозорої зони уздовж внутрішнього периметра) має консольний виліт 36 м і загальну масу металевих конструкцій 3500 тон, виконане із застосуванням консольно-фермової конструктивної схеми, що вдало поєднує архітектурно-естетичні та експлуатаційні властивості. Відмінною особливістю цього покриття є те, що всі його двадцять чотири металеві V-подібні опорні стійки не обпираються на трибуни (і тим самим не передають на них додаткову навантагу), а винесені за межі чаші стадіону. Також зазначимо, що застосоване рішення дозволило не тільки повністю накрити всі глядацькі місця на трибунах стадіону навіть до їх перших рядів, а й одночасно збільшити на них кількість місць.

Що ж стосується каркасу покриття стадіону, то він вирішений у вигляді замкненого опорно-підкроквяного контуру, складається з V-подібних опорних стійок заввишки 22,3 м, які обпираються на залізобетонні фундаменти з кроком від 16 до 64 м і підкроквяних ферм заввишки 6 м із рівнем осі верхнього пояса 24 м, що з’єднують ці стійки. У 20 м від опорно-підкроквяного контуру розташовані зовнішні опорні стійки поперечних рам, що об’єднані в загальну систему каркасу. Також до зовнішніх опорних стійок через систему розкосів підвішені кроквяні ферми над трибунами.

А зараз вкрай доречно зробити наголос на двох важливих особливостях висвітлених вище робіт щодо чотирьох залучених УЄФА до проведення групових і чвертьфінальних матчів чемпіонату Європи 2012 року з футболу стадіонів Україні. Перша з цих особливостей полягає в тому, що при проєктуванні та будівництві цих стадіонів були проведені відповідні наукові дослідження (зокрема, аеродинамічні) й розрахунки, які у повному обсязі обґрунтовували застосовані не тільки найбільш передові архітектурні, а й технічні й технологічні рішення. А друга – зводиться до набуття безцінного досвіду проєктування та будівництва стадіонів найвищого рівня складності.

Надалі цей набутий досвід був застосований інститутом при проєктуванні, адаптації чи експертизі технічних рішень і будівництві багатьох інших стадіонів і важливих спортивних об’єктів, як-от: футбольного клубу «Динамо» ім. В. Лобановського у м. Києві, проєкт якого, на жаль, залишився нереалізованим (рис. 60), спортивного клубу «Металург» у м. Бахмуті, спортивного клубу «Ювілейний» у м. Суми, баскетбольного клубу «Азовмаш» у м. Маріуполі, дитячо-юнацької футбольної школи «Динамо» ім. В. Лобановського у м. Києві, навчально-тренувального комплексу ім. В. Баннікова в м. Києві, спортивного клубу «Спартак» у містах Києві та Броварах, спортивного клубу «Волинь-1» у м. Луцьку, спортивного комплексу «Авангард» у м. Луганську, спортивного комплексу зі службовими приміщеннями та кінноспортивною ареною кінно-племінного господарства в с. Шпитьки Київської обл., Національного університету державної фіскальної служби України у м. Ірпені, стадіонів із штучним льодом у містах Білій Церкві, Донецьку, Дружківці, Калуші, Кривому Розі, Луганську, Севастополі, Харкові та Херсоні, аквапарку в м. Вишневе, Палацу спорту в м. Хмельницькому, фізкультурно-спортивного комплексу «Олімп» у м. Южне Одеської області (рис. 61), Палацу ігрових видів спорту у м. Львові (рис. 62) тощо. Про високий рівень проєктів яскраво промовляє факт відзначення їхніх авторів високими державними нагородами – Державними преміями України та званням заслуженого будівельника України.

Що ж стосується участі інституту в проєктуванні об’єктів залізничної інфраструктури, то пригадаємо, що на початку 2000 років, коли відбувалася масова реконструкція та будівництво мережі залізничних шляхів України, інститут був залучений до розроблення двох проєктів великих вокзальних комплексів – Південного вокзального комплексу станції Київ-Пасажирський (рис. 63) і касового павільйону Приміського вокзального комплексу станції Київ-Пасажирський.

Проєктування та будівництво Південного вокзального комплексу станції Київ-Пасажирський було виконано у 2001 році за рекордні терміни – всього за шість місяців. Цей комплекс із розмірами у плані 94,92×37,56 м має два підземних і чотири надземних поверхи та конструктивно вирішено у вигляді металевого каркаса з монолітними залізобетонними перекриттями та фермовим покриттям, а також із захисними цегляними стінами і вітражним заповненням надземної частини.

Звернемо увагу на те, що під час проєктування металевого каркаса корпусу вокзалу за основу була прийнята традиційна найбільш універсальна рамна схема, що сполучається з атріумним прорізом у центральній частині споруди, зважаючи на те, що в ній присутні всього два типи елементів – колони та ригелі, до того ж їхні з’єднання (вузли) зазвичай конструктивно однотипні.

Відтак інститутом під час розроблення проєкту металевого каркаса нового корпусу вокзалу було використано рішення високоефективного рамного вузла для багатоповерхових будинків, яке раніше було відпрацьовано під час проєктування металевого каркасу готелю «Київ», Національної бібліотеки України імені В.І. Вернадського та інших подібних об’єктів. Зазначимо, що економічна доцільність застосування вказаного рамного вузла полягає в тому, що дозволяє не тільки зменшити безпосередньо його вартість, а й загалом пришвидшити терміни будівництва через зниження обсягів зварювання, особливо на монтажі, й зменшення числа типорозмірів елементів каркаса та спрощення їхніх конструктивних форм.

Відносно металевого каркасу касового павільйону Приміського вокзального комплексу станції Київ-Пасажирський вкажемо на те, що для нього також була обрана універсальна рамна схема, натомість зважаючи на властиві цьому каркасу деякі архітектурні відмінності від каркасу Південного вокзального комплексу станції Київ-Пасажирський у ньому був застосований розрізний вузол, в якому колона проходить вузол наскрізь без спеціальних вузлових вставок, а ригелі примикають до колони за допомогою стикових горизонтальних планок, що мають вигляд трапецій. До полиць ригелів ці планки приварюються фланговими монтажними швами у нижньому положенні, а до полиць колон – стиковими монтажними швами із підварюванням кореню шва. Нижні стиснуті горизонтальні планки приварюються до колон заводським стиковим швом, а до нижньої полиці ригелів – фланговими монтажними швами. Стінки балок прикріплюються до колони за допомогою вертикальних планок мінімальної ширини. Зварні шви кріплення вертикальних планок до полиць колон із метою забезпечення рівноміцності призначені встик із повним проварюванням. Таке рішення рамного вузла є більш традиційним, достатньо обґрунтованим практичним досвідом, досить технологічне на монтажі та надійне в роботі на стадії експлуатації.

Інша цікава та чимала група знакових об’єктів, у проєктуванні та будівництві яких брав участь інститут, об’єднує різноманітні нові виставкові, бізнесові та торговельні будівлі. Великий попит на будівництво вказаних об’єктів виник наприкінці ХХ – на початку ХХІ сторіччя внаслідок стрімкого розвинення виставкової справи, бізнесової і торговельної діяльності, що пов’язано зі зміцненням міждержавного співробітництва й міжгалузевої співпраці після відновлення української державності. Значна кількість цих об’єктів виконана в металевих конструкціях за проєктами інституту. Характерними прикладами таких виставкових центрів є величезний ансамбль із десятків павільйонів Національного комплексу «Експоцентр України» по проспекту Академіка Глушкова, 1 (рис. 64), Міжнародний виставковий центр по Броварському проспекту, 15 у м. Києві (рис. 65, 66) і виставковий центр «КиївЕкспоПлаза» по вул. Салютній, 2-б (рис. 67).

Зазначимо, що Міжнародний виставковий центр має габаритні розміри в плані 120×97,2 м. Його виставкові павільйони вирішені у великопрогоновому варіанті: прогони двох бокових павільйонів дорівнюють 24,6 м, а прогін центрального павільйону – 48 м (рис. 66). З огляду на це високоефективні металеві конструкції ферм покриття цих великопрогонових павільйонів запроєктовано із замкнутих профілів круглого та прямокутного поперечних перерізів із безфасонковим примиканням елементів. Останнє дозволило звести приведені витрати металу до 55 кг на один квадратний метр площі, а загальні – до 750 т.

А для каркасу виставкового павільйону центру «КиївЕкспоПлаза» із габаритними розмірами в плані 192×50 м і прогонами між колонами 12 м згідно з архітектурним рішенням була обрана універсальна рамна схема, що дозволило звести приведені витрати металу до 30 кг на один квадратний метр площі, а загальні – до 290 т.

Що ж стосується великих торговельних і торговельно-розважальних центрів, то насамперед слід відзначити Національну мережу торговельних центрів «Епіцентр», десятки якщо не сотні торговельних будівельно-господарських гіпермаркетів якої побудовані у всіх містах України за проєктами інституту. Оскільки конструктивно всі гіпермаркети вирішені в архітектурно-подібному стилі, який абсолютній більшості мешканців України добре знайомий, то згадаємо тільки про найбільш відомі та нові з них. У м. Києві це гіпермаркети за адресами: вул. Дніпровська набережна, 13-в (рис. 68) і проспект Петра Григоренко, 40 (рис. 69).

Схожими за конструктивним рішенням є гіпермаркети будівельно-господарських (торгово-розважальних) мереж «Нова лінія», «Термінал» і «Аmstor», для яких за проєктами інституту побудовані гіпермаркети мережі «Нова лінія» в селищі Чабани по вул. Одеське шосе, 8 під м. Києвом й містах Дніпрі, Одесі, Харкові та Херсоні, для мережі «Термінал» у м. Бровари Київської обл.., а також для мережі «Аmstor» у містах Донецьку, Запоріжжі, Маріуполі.

За проєктами інституту побудовані також магазин інструменту «Альцест» у Петропавлівській Борщагівці Київської області по вул. Соборній, 4 (рис. 70), торговельний багатофункціональний комплекс «Магелан» по проспекту Академіка Глушкова, 13-б у м. Києві (рис. 71, а) і гіпермаркет торговельної продовольчої мережі «Там-Там» по проспекту Соборності, 43 у м. Луцьку (рис. 71, б).

Останнім часом за проєктами інституту в м. Києві були побудовані великі торговельно-розважальні комплекси багатофункціонального призначення «Gulliver» на Спортивній площі, 1-a та «River Mall» на вул. Дніпровська набережна, 12, які значно відрізняються своїм архітектурним виглядом від вказаних вище гіпермаркетів мереж «Епіцентр», «Нова лінія» і «Аmstor».

Багатофункціональний комплекс «Gulliver», загальний вигляд якого представлений на рис. 72, об’єднує дві вежі бізнес-центру категорії «А» та торговельно-розважальний комплекс, проєкт якого власне і був розроблений інститутом. Загальна площа багатофункціонального комплексу «Gulliver» становить 157400 м², а корисна – 135 000 м², на якій розмістилися офіси, магазини відомих брендів та безліч розваг для всієї родини.

Бізнес-центр з габаритними розмірами у плані 70×31 м має 33 поверхи з офісними приміщеннями класу преміум, а його найвища башта сягає 141 м. Своєю чергою торговельно-розважальний комплекс з габаритними розмірами в плані 95×72 м складається з чотирьох підземних і дев’яти надземних поверхів, а також шестиповерхової овальної у плані офісної надбудови з розмірами по осях овалу 50×36 м і включає: паркінг (поверхи з мінус четвертого по мінус другий), супермаркет загальною площею понад 10000 м² (мінус перший поверх), магазини, бутіки та кафе (поверхи з першого по четвертий), а також боулінг на 24 доріжках, багатозальний кінотеатр, дитячу ігрову зону, ресторани, салони краси, SPA-центри, фітнес-клуб із 25-ти метровим басейном та розважальні заклади різного призначення (поверхи з п’ятого до дев’ятого).

Будівля бізнес-центру конструктивно реалізована із застосуванням залізобетонного каркасу, причому її перекриття прийняті монолітними залізобетонними, а торговельно-розважального комплексу – металевого каркасу. При проєктуванні металевого каркасу за основу було прийнято традиційну найбільш універсальну рамну схему з сіткою колон 8×8 м. Колони прийняті зі зварних двотаврів, а ригелі, основні та другорядні балки перекриттів – зі зварних або прокатних профілів. Просторова жорсткість та стійкість каркасу забезпечена за рахунок застосування жорстких вузлів обпирання колон на фундаменти з буронабивних паль і примикання ригелів до колон, а також використання дисків монолітних залізобетонних перекриттів та системи в’язів. По балках перекриттів укладений надійно прикріплений до їх полиць сталевий профільований настил, який використовується у вигляді незнімної опалубки для монолітної залізобетонної плити завтовшки 120 мм. Водночас на перших семи поверхах перекриття виконані з використанням металевих анкерів по верхніх поясах балок, що значно поліпшує спільну роботу бетону та металевої балки та, по суті, створює сталезалізобетонні диски перекриттів.

В частині торговельно-розважального комплексу багатофункціонального призначення «River Mall», площа якого становить 140000 м², а загальний вигляд наведений на рис. 73, звернемо увагу на наступне.

Зважаючи на прийнятий яскраво-виразний архітектурний образ комплексу «River Mall» інституту було доручено проєктування основних несних просторових великопрогонових металоконструкцій каркасу найбільшої торговельної зали комплексу (інакше кажучи, блоку № 6) – будівлі складної комбінованої геометричної форми з габаритними розмірами в плані 205,6×84,1 м і з покриттям великого прогону та несних просторових металевих конструкцій декоративного оздоблювання фасаду навколо головного входу в ТРЦ «River Mall».

Конструкція покриття торговельної зали структурно складається з металевих кроквяних ферм еліпсоїдальної форми (рис. 74), кроквяних балок, системи прогонів, горизонтальних в’язей по верхніх поясах і вертикальних портальних в’язей, які були застосовані з метою компенсації відсутності в’язів по нижнім поясам кроквяних ферм.

Кроквяні ферми еліпсоїдальної форми, елементи яких прийняті з круглих сталевих труб, мають прогін від 39,3 м до 60,6 м і спираються з внутрішнього боку на металеві колони через спеціальні опорні частини TechStar, рухомі частини яких являють собою збірні деталі заводського виготовлення з антифрикційним матеріалом. Важливим є те, що вказане рішення дозволило не тільки забезпечити можливість вільного горизонтального переміщення опор у площині ферми, а й майже повністю виключити горизонтальні навантаги на колони, що дозволило зменшити опорні моменти в опорних частинах колон і не перенавантажувати плиту існуючого ростверку.

Із протилежного фасадного боку будівлі кроквяні ферми спираються на просторові металеві пілони через шарнірну циліндричну опорну частину, яка має необмежений кут повороту у вертикальній площині, а у горизонтальному та вертикальному напрямках є нерухомою. До того ж із метою недопущення виникнення містків холоду в конструкції вузла передбачені фторопластові прокладки. А самі пілони запроєктовані у вигляді гратчастої просторової металевої конструкції трикутного перерізу (рис. 75), яка жорстко обпирається на залізобетонний фундамент (рис. 76).

Просторовий несний каркас декоративного оздоблювання фасаду навколо головного входу в ТРЦ «River Mall» прийнятий з металевих конструкцій – вертикальних та горизонтальних ферм із гарячедеформованих труб, до яких прикріплені попередньо напружені тяги з нержавіючої сталі. Потім змонтовані металеві конструкції каркасу були облицьовані різнонахиленими скляними листами оздоблювання блакитно-синього кольору, зовнішній вигляд яких по завершенню робіт, за ідеєю архітекторів, повинен був імітувати розбурхану річкову поверхню (рис. 77).

Як ілюструє рис. 77, сформульована архітекторами задача при проєктуванні була розв'язана коректно, а утворюваний скляними листами оздоблювання ефект дійсно відповідає розбурханій поверхні річки.

А далі перейдемо до розгляду участі інституту в обстеженні й проєктуванні мостових споруд. І відразу пригадаємо, що інститут від першого дня свого створення (в прямому сенсі цього слова) активно займався вказаними видами робіт, зокрема проєктуванням мосту ім. Є.О. Патона. У подальшому вказані роботи постійно були присутні в полі зору інституту, а їх кількість поступово зростала. Проте історично склалося так, що стрімке, стрибкоподібне зростання обсягів цих робіт відслідковується саме після 1991 року, понєваж більшість мостових споруд на той час або вже знаходилися на межі вичерпання терміну експлуатації, або взагалі його вичерпали.

Після відновлення незалежності України інститут провів обстеження десятків автодорожніх і пішохідних мостових споруд у різних містах країни. Натомість серед усіх них вирізняється низка київських позакласних мостів через р. Дніпро: ім. Є.О. Патона, Південного, Дарницького залізнично-автомобільного, Паркового пішохідного на Труханів острів і вантового через гавань. Окрім того велика робота була проведена з обстеження каскаду позакласних споруд автодорожнього переїзду через гідротехнічні споруди Дніпровської ГЕС, як-от: моста через аванкамеру, автопроїздів по виконаних у 1932 і 1977 роках прогонових будовах греблі, земляній вставці та естакаді через шлюзи. Також були обстежені позакласні автодорожні переходи по греблях Канівської ГЕС і Дністровської ГЕС-1.

Однак через те що технічний стан деяких із цих мостів вже доволі чималий час кваліфікувався як непрацездатний, а потрібні ремонтні заходи, на жаль, вчасно не вживались, то нічого дивного немає в тому, що вказане призводило до виникнення доволі серйозних аварійних ситуацій, ліквідація наслідків яких доручалася інституту. Приміром, тільки останнім часом інститутом було розроблено проєкти декількох протиаварійних ремонтних заходів. А саме для:

• мосту ім. Є.О. Патона, коли були виявлені, по-перше, «просідання» залізобетонної плити проїзної частини над опорами № 1 і № 25 зумовлене повним руйнуванням внаслідок значних корозійних пошкоджень однієї з прилеглих до деформаційного шва поперечних балок і, по-друге, руйнування оглядових проходів у прогонових будовах мосту;

• Паркового пішохідного мосту, коли внаслідок руйнування, по-перше, металоконструкцій кріплення балок противаги біля опори № 3 відбувся вивал частини монолітного бетону баласту та залізобетонних блоків противаги загальним об’ємом близько 40 м3; і, по-друге, несних конструкцій самого мосту внаслідок значних корозійних пошкоджень;

• автопроїзду по спорудах греблі ДніпроГЕС, коли було зафіксовано значні корозійні пошкодження (втрата поперечного перерізу до 50%) ригеля над бичком № 3 греблі, що призвело до утворення у ньому тріщин та корозійних розшарувань.

Утім найбільш цілеспрямовано до створення умов для подальшої безпечної експлуатації автопроїзду по всім гідротехнічним спорудам ДніпроГЕС підійшло ПрАТ «Укргідроенерго», науково-технічною радою якого було ухвалено кардинальне рішення про проведення його (автопроїзду) комплексної реконструкції і про залучення інституту до виконання цієї роботи.

Варто підкреслити, що відповідно до прийнятого рішення проєкт реконструкції автопроїзду по гідротехнічних спорудах ДніпроГЕС розроблено у варіанті, який цілком відрізняється від його сучасного виду. По-перше, конструкція автопроїзду безпосередньо по греблі ДніпроГЕС становить собою двоярусну залізобетонну збірно-монолітну конструкцію з наступними напрямками руху автотранспорту: з правого берега на лівий по верхньому ярусу та з лівого на правий – по нижньому ярусу. Водночас на верхньому ярусі розміщена велосипедна доріжка, а на нижньому – пішохідна доріжка, які забезпечують рух у двох напрямках. Також на обох ярусах присутні службові проходи (рис. 78).

По-друге, в межах аванкамери конструкція моста складається з двох окремих металевих прогонових будов, одна з яких забезпечує поступовий спуск транспортного потоку з верхнього ярусу автопроїзду по греблі на один рівень із нижнім ярусом, що дає змогу зістикувати з правим берегом в одному рівні не тільки обидві частини автопроїзду, а й велосипедну доріжку верхнього ярусу та пішохідну доріжку нижнього ярусу (рис. 79).

По-третє, в місці розташування існуючої естакади спряження греблі з лівим берегом і земляної вставки заплановано будівництво двох нових металевих естакад, які сполучають верхній та нижній яруси автопроїзду по греблі ДніпроГЕС із земляною вставкою, що в результаті створює можливість для обох естакад підійти до земляної вставки в одному рівні (рис. 80).

Нарешті, і це є по-четверте, в затвердженому варіанті комплексної реконструкції автопроїзду запланована повна заміна існуючої естакади через шлюзи на нову естакаду, яка складатиметься з двох розташованих в одному рівні окремих прогонових будов, кожна з яких забезпечуватиме рух автотранспорту в окремо взятому напрямку: по внутрішній естакаді – з лівого берега на правий, а по зовнішній – з правого берега на лівий. Окрім цього, по внутрішній естакаді проходитиме пішохідна доріжка, а по зовнішній – велосипедна доріжка з рухом в обидва боки (рис. 81).

Панорамний вигляд автопроїзду по гідротехнічних спорудах ДніпроГЕС після реконструкції наведено на рис. 82.

А тепер настала черга розглянути проєктування ще одного доволі особливого типу інженерних споруд – конвеєрних естакад. Протягом 2015 – 2016 років інститутом було виконане вельми важливе завдання – проєктування перевантажувального комплексу навалювальних вантажів при розбудові одного з спеціалізованих портів у районі Великої Одеси. Комплекс складається з великих конвеєрних естакад і пересипних станцій і включає 24 естакади завдовжки загалом чотири кілометри та 13 етажерок пересипних станцій (рис. 83).

Конвеєрні естакади знаходяться між пересипними станціями, становлять собою наземні горизонтальні або похилі споруди великої протяжності з металевих прогонових будов й опор. Конструктивно прогонові будови, усередині яких містяться конвеєри, виконуються у вигляді або ферм із паралельними поясами або зварних чи прокатних двотаврових балок. У частині сталевих опор естакад вкажемо на те, що вони існують двох типів – пласкі шарнірні та просторові нерухомі, призначення яких зводиться до створення естакадних температурних блоків і розміщення евакуаційних сходів.

Пересипні станції використовуються для обпирання технологічного обладнання та майданчиків для його обслуговування, ззовні мають вигляд етажерок із металевого профільного прокату. На майданчиках етажерок розміщуються приводи, приводні, відхиляючі та оборотні барабани конвеєрів, пересипні пристрої й локальні аспіраційні установки або їх елементи. Причому специфічною конструктивною особливістю етажерок є те, що вони, за відсутності стінового огородження, не руйнуються у разі вибуху, тим самим запобігаючи ураженню обслуговуючого персоналу уламками будівельних конструкцій, що розлітаються.

Стосовно робіт інституту на об’єктах атомної енергетики України зазначимо наступне. У період 1998 – 2009 років інститут задіювався у роботах на двох атомних електростанціях. Перша станція – це Чорнобильська АЕС, де інститутом був проведений комплекс робіт у складі:

• обстеження несних будівельних конструкцій та опорних конструкцій підкранових шляхів центрального залу (критичних елементів) блоку «А» першої черги ДСП ЧАЕС із розробленням відповідних практичних рекомендацій щодо виправлення виявлених недоліків;

• розрахунку напружено-деформованого стану, міцності та сейсмостійкості критичних елементів (металевих конструкцій реакторів) блоків № 1, 2 ДСП ЧАЕС із розробленням відповідних практичних рекомендацій щодо підвищення рівня міцності та сейсмостійкості критичних елементів.

А другою станцією була Рівненська АЕС, на якій інститутом було проведено обстеження, оцінка технічного стану та перепризначення ресурсу металевих конструкцій будівель та споруд енергоблоків № 1, 2, які вміщують системи важливі для безпеки.

Далі варто звернути увагу на ще один важливий напрям роботи інституту, сутність якого полягає у наступному. Починаючи з 2013 року інститут послідовно співпрацює з Північним і Полтавським гірничо-збагачувальними комбінатами щодо обстеження виробничих об’єктів і відновлення (посилення або заміни) пошкоджених будівельних конструкцій. За цей час на цих комбінатах було обстежено десятки різних цехів, корпусів, будівель і транспортних галерей, а також розроблені відповідні проєкти з відновлення (посилення або заміни) пошкоджених будівельних конструкцій.

На Північному гірничо-збагачувальному комбінаті інститут переважно був залучений до проведення робіт у цеху виробництва залізорудних окатишів № 2, а точніше до обстеження і відновлення (посилення або заміни) пошкоджених будівельних конструкцій корпусів огрудкування, випалення й нагнітання, транспортних галерей тощо. А поміж усіх робіт, виконаних на Полтавському гірничо-збагачувальному комбінаті, можна вказати на обстеження корпусу сухої магнітної сепарації № 2 і будівель крупного, середнього та дрібного дробіння, центральної ремонтно-механічної майстерні та тепловозо-вагонного депо. Водночас проведено проєктування реконструкції корпусів збагачення залізної руди, фільтрації і усереднення концентрату (що означає перемішування пульпи залізорудного концентрату з концентрацією твердої фази 60-70%), випалення і охолодження, естакад внутрішньомайданчикових мереж і таке інше.

У продовження заради об’єктивності доцільно зауважити, що проведення всіх робіт із обстеження об’єктів гірничо-збагачувальних комбінатів було значно обтяжено утрудненими умовами праці, як-от: агресивна дія довкілля (загазованість, підвищена температура і вологість внутрішнього простору), захаращеність і забрудненість площ (достатньо сказати, що деінде товща шару технологічного пилу досягала півметра), насиченість приміщень різноманітним устаткуванням, здійснення робіт із мостових кранів, риштувань чи додаткових драбин тощо. Проте інститут подолав всі ці додаткові обставини і визначені перед ним завдання були успішно реалізовані.

Зосередимося далі на розгляді висотних споруд об’єктів зв’язку. Але перед висвітленням досягнень інституту щодо розроблення проєктів цих споруд звернемо увагу на один цікавий історичний факт, який передував і сприяв розробленню цих проєктів. І цей факт полягає в тому, що наприкінці ХХ – на початку ХХІ сторіччя внаслідок стрімкого (інакше кажучи ажіотажного) розвинення стільникового зв’язку виникла невідкладна потреба у будівництві висотних споруд типа веж і щогл для розміщення відповідного обладнання зв’язку. Відтак інститут на замовлення мобільних операторів стільникового зв’язку України, а тим паче всіх основних – Київстар, Vodafone (колишня назва UMC) і Lifecell, виконав, виконує і продовжує виконувати величезну (без усіх сумнівів) роботу щодо розроблення проєктів сотень і тисяч утилітарних (іншими словами широко застосовуваних, практичних) веж і щогл, які встановлені по всій території України (рис. 84, 85).

Окрім утилітарних веж і щогл, інститутом протягом 1991 – 1996 років розроблено проєкти веж для телевізійних центрів у м. Хмельницькому заввишки 200 м і у м. Новгород-Сіверському Чернігівської обл. заввишки 140 м, щогли у м. Ковелі Волинської обл. заввишки 235 м й димаря для Сєвєродонецької ТЕЦ-1 у м. Сіверськодонецьку (колишня назва Сєвєродонецьк) Луганської обл. заввишки 240 м.

Чергова проведена інститутом важлива і відповідальна робота пов’язана з заміною герба колишнього СРСР на зображення Герба України-Тризуба на щиті монумента «Батьківщина-Мати» меморіального комплексу «Національний музей історії України у Другій світовій війні».

Добре відомо, що меморіальний комплекс «Національний музей історії України у Другій світовій війні» відкрився 9 травня 1981 року. Осердям і одночасно найвідомішою частиною Меморіального комплексу є монумент «Батьківщина-Мати». Монумент являє собою повернуту обличчям до р. Дніпро фігуру жінки, яка стоїть у повний зріст із піднятими в руках мечем і щитом, на якому знаходився герб колишнього СРСР (рис. 86). З огляду на це, та з метою виконання вимог діючих в Україні законів про декомунізацію, в березні 2023 року було прийнято рішення щодо заміни цього герба на зображення Герба України-Тризуба.

Вказана робота проводилась у декілька етапів, на першому з яких була розроблена геометрична схема Герба України-Тризуба та схема його розташування на щиті монумента «Батьківщина-Мати» (рис. 87).

Другий етап робіт полягав у розробленні креслеників металевих конструкцій зображення Герба України-Тризуба, визначенні площі зони на щиті з гербом колишнього СРСР, яку потрібно вивільнити шляхом демонтажу як цього герба, так і зайвих елементів облицювання, і, нарешті, обчисленні потрібної кількості елементів облицювання з метою заповнення отриманого отвору.

На третьому етапі робіт була визначена послідовність демонтажу герба колишнього СРСР, а саме декількома окремими елементами у відображений на рис. 88, а спосіб, на якому ці частині окреслені червоними лініями. Одночасно було взято до уваги те, що при демонтажі герба колишнього СРСР окрім зрізання безпосередньо елементів герба додатково необхідно видалити ще й деякі пластини облицювання щита, які герб займає частково. Зона демонтажних робіт на щиті наведена на рис. 88, б, на якому контур герба колишнього СРСР візуалізовано зеленою лінією, а пластини облицювання, що демонтуються – червоною. Загалом вказана зона займає площу 30,5 м2 й охоплює 122 пластини облицювання розміром 500×500 мм кожна.

Наступний четвертий етап робіт полягав у виготовленні металевих конструкцій зображення Герба України-Тризуба та пластин облицювання з нержавіючої листової сталі завтовшки 1,5 мм, яка за своїми фізико-механічними параметрами та хімічним складом є ідентичною сталі тонколистової скульптурної оболонки монумента «Батьківщина-Мати».

І нарешті на останньому п’ятому етапі робіт були проведені демонтажно-монтажні роботи щодо заміни герба колишнього СРСР на зображення Герба України-Тризуба. Загальний вигляд верхньої частини монумента «Батьківщина-Мати» після завершення монтажних робіт зображення Герба України-Тризуба наведено на рис. 89.

А зараз зупинимося на новому та на цей час надзвичайно актуальному напрямі діяльності інституту, пов’язаному із відновленням ушкоджених або зруйнованих під час ракетних ударів різних інженерних споруд, об’єктів паливно-енергетичного комплексу і торговельної інфраструктури, до якої, починаючи з 24 лютого 2022 року, тобто з початку відкритої збройної агресії московитських агресорів проти України, постійно залучається інститут. І з тієї пріснопам’ятної всім громадянам України дати інститут провів обстеження і розробив проєкти відновлення чи реконструкції багатьох таких об’єктів, серед яких вкажемо на такі:

• інженерні споруди та об’єкти паливно-енергетичного комплексу – телевізійна вежа Київської філії Концерну РРТ (рис. 90), один із енергетичних об’єктів ПрАТ «Укргідроенерго» (рис. 91) та ПАТ «Центренерго» (рис. 92) й автопроїзд на одному із об’єктів ПрАТ «Укргідроенерго» (рис. 93).

• гіпермаркети торговельних мереж – торговельних центрів «Епіцентр» у с. Новоселівка Чернігівської області по вул. Шевченка (рис. 94) і у м. Харкові по вул. Архітекторів (рис. 95), торговельно-розважальних центрів «Караван» у м. Харкові по вул. Нескорених (колишня назва Героїв Праці) та торговельних центрів «Ашан» у м. Києві по вул. Здолбунівський.

Що ж стосується вирішення безпекової складової цього напряму робіт, то на замовлення Національної мережі торговельних центрів «Епіцентр» інститут виконав проєктування влаштування так званих «споруд подвійного призначення» – споруд, які можуть використовуватися не тільки за своїм основним функціональним призначенням, а й для захисту співробітників і відвідувачів торговельних центрів від впливу небезпечних факторів, що виникають внаслідок надзвичайних ситуацій, воєнних дій або терористичних актів. Проєкти таких споруд були розроблені інститутом для двох торговельних центрів «Епіцентр»: у м. Києві по вул. Оноре де Бальзака і у с.м.т. Чабани Київської обл. по вул. Одеське шосе.

Останнім часом інститут успішно розширює сфери свого впливу та опановує нові важливі напрями діяльності, серед яких в першу чергу необхідно виділити провадження функцій генерального проєктувальника та генерального підрядника, в тим для низки об’єктів державного і національного значення. Фактично у такий спосіб інститут здійснює у тісній взаємодії із замовниками замкнений комплекс робіт: наукові дослідження – проєктування – виготовлення – монтаж металоконструкцій, тобто працює «під ключ». Серед об’єктів, виконаних за вказаною технологією замкненого комплексу робіт, можна відзначити будівництво складської будівлі й транспортної галереї фармацевтичної фірми «Дарниця» по вул. Бориспільській, 13 у м. Києві (рис. 96), склотарного цеху № 5 ВАТ «Ветропак Гостомельський склозавод» у м. Гостомелі (рис. 97), торговельно-складського корпусу ПТК «Агромат» по вул. Академіка Булаховского, 4 у м. Києві (рис. 98), заводу керамічних блоків у с. Озера Київської області, Льодового клубу «Піонер» по вул. Дніпровський узвіз, 1 у м. Києві, димової труби по вул. Михайла Максимовича, 34 у м. Києві, влаштування монтажних пристроїв для НСК «Олімпійський» та інших об’єктів.

Вітчизняна наукова діяльність інституту
(період до 1991 року)

Перший основний напрям наукової діяльності інституту, що стосується найширшого розвинення положень будівельної механіки щодо розрахунків об’єктів, які проєктувалися в інституті, веде свій відлік від самого початку існування інституту. А стимул для розвинення положень будівельної механіки полягав у прийнятому в інституті стилі роботи (який і дотепер є незмінним): берися за роботу будь-якої складності, і якщо для її виконання необхідно спеціальний інструмент, створи його сам. При цьому йшлося не лише про розв’язання конкретних задач, але й про розроблення нових методів розрахунків із орієнтацією на досить широкі узагальнення.

Беззаперечним є те, що велика кількість досліджень із будівельної механіки з’явилася в інституті не сама по собі, а завдяки конкретним задачам проєктної практики, до яких належить розроблення методів розрахунку мембранних систем, спірально-навивних посудин високого тиску, об’єктів атомної енергетики і т. ін. Багато з цих задач були нелінійними, що викликало зацікавленість до загальних закономірностей нелінійного деформування. Зокрема виконувалися дослідження нелінійних задач пружно-пластичної поведінки конструкцій, до яких належали задачі пошуку граничної навантаги, а також розв’язання задачі пристосовності.

У шістдесятих роках минулого сторіччя почали досить активно досліджуватися вантові та вантово-стрижневі системи. Це збіглося з новими проблемами, які виникли у проєктній практиці інституту під час розроблення проєктів антенно-щоглових пристроїв об’єктів зв’язку. У рамках цього напрямку роботи в інституті були отримані фундаментальні результати щодо абсолютно гнучких конструкцій, які (результати) містили основні рівняння визначення поведінки тканинних оболонок і вантових сіток, а також зручні методи розв’язування сильно нелінійних задач. Далі вкажемо на те, що природним узагальненням розрахункової моделі вантово-стрижневої системи є система з односторонніми в’язями, аналізу яких була присвячена низка робіт піонерного характеру. Приміром було показано, що у цьому випадку розрахунок може звестися до розв’язання спеціальним чином побудованої задачі квадратичного програмування.

Широке визнання набула започаткована в інституті школа теорії розрахунку й проєктування лінійно-протяжних і великопрогонових просторових конструкцій будівель і споруд. Представниками цього напряму досліджень розроблялися теоретичні положення та удосконалювалися методи розрахунку як абсолютно гнучких ниток, так і ниток скінченної жорсткості, ініційовані необхідністю проєктування висячих продуктопроводних переходів великих прогонів.

Добре відомо, що вантові та вантово-стрижневі системи практично неможливо реалізувати без застосування їх попереднього напруження. Саме через це в інституті виник інтерес до попередньо напружених систем і з’явилося прагнення до проведення спеціальних досліджень їхньої поведінки, а особливо з урахуванням історії створення попереднього напруження і його контролю під час монтажу. Позаяк під час виконання цих досліджень були отримані основоположні результати, то вони вийшли за межі вантових систем і посіли своє місце в інших інженерних застосуваннях.

Також у процесі діяльності інституту значна увага була приділена дослідженню залишкових напруг, тобто напруг, які виникають у результаті зварювання або попереднього розігріву металу. Такі напруги мають важливе практичне використання для виправлення нерівностей листового металу газовим пальником або стрижнів різного профілю наварюванням додаткових швів.

Серйозний прорив було досягнуто у проблемі виявлення найбільш невигідного сполучення зусиль, що діють на пружну систему, що зводився до використання ідеї опису логічного взаємозв’язку окремих завантажень у формі орієнтованого графа.

Вагомі теоретичні та практичні результати були отримані в інституті при дослідженні симетричних систем, зацікавленість у вивченні яких пояснюється досить просто, а саме тим, що їхня частка у загальній кількості конструкцій має доволі велике значення. Досягти ж значного розвинення способів урахування симетрії в розрахунках конструкцій вдалося тільки після залучення загальної теорії представлень груп. На цій основі вдалося розробити ефективні методи статичних і динамічних розрахунків не лише для циклічно симетричних систем, але й для систем, що характеризуються будь-яким видом симетрії.

Із огляду на виникнення задач продовження ресурсу й пошуку резервів несної здатності різноманітних конструкцій аналізувались проблеми, що стосувалися теорії надійності. Також розв’язувалися задачі обґрунтування надійності конструкцій, що експлуатуються, під час зміни норм снігової навантаги, визначення контрольних навантаг для обґрунтування надійності сучасних конструкцій експериментальними методами, інші задачі аналогічного типу. Приміром, одним із яскравих прикладів подібних задач становила надважлива задача щодо аналізу рівня надійності та оцінювання запасу часу для проведення ремонту пошкодженої вентиляційної вежі-димаря 3-го і 4-го енергоблоків Чорнобильської АЕС, із метою розв’язування якої було запропоновано новий метод, що дозволяв виконувати оцінювання параметрів допустимого ризику спираючись на загальні положення теорії надійності. Відтак сукупність результатів розв’язування низки конкретних прикладних задач дозволила сформулювати новий загальний підхід до вирішення проблеми оптимізації рівнів допустимого ризику.

Наступний важливий напрямок діяльності інституту пов’язаний з пошуком оптимальних конструктивних рішень металевих конструкцій. Причому наукові дослідження з оптимального проєктування ґрунтувалися на новому підході, який припускав пошук не одного оптимального рішення, а множини рішень, наближених до оптимального. Поза тим, вибір остаточного рішення, яке б враховувало неформалізовані аспекти оптимізації, залишався за фахівцем. А вельми актуальною складовою частиною робіт цього напряму було розроблення комп’ютерних програм оптимізації підкранових балок і типових колон, що давали завершений у практичному сенсі результат. Пояснюється же вказане наступним: застосування цих програм створило можливість виконання нових видів досліджень з оптимізації обрисів вежових конструкцій, оптимізації параметрів ґратчастих структурних покриттів й оптимальної уніфікації серійних виробів.

Черговий, може чи не найвагоміший, науковий напрям діяльності інституту зводився до автоматизації проєктування металевих конструкцій, який був започатковано ще у шістдесятих роках минулого сторіччя майже одночасно з організацією Проєктної контори «Проектстальконструкція». Ця робота розпочалася з установлення і вирішення проблеми виконання розрахунків із залученням техніки машинолічильних станцій, задля чого було створено спеціальну алгоритмічну мову. Наступний закономірний етап еволюції цього напряму полягав у послідовному переході до програмування проведення розрахунків за допомогою електронних цифрових обчислювальних машин із використанням адресної мови, розробленої в обчислювальному центрі Академії наук УРСР. З цією метою було створено численні програми для малої електронної обчислювальної машини «Промінь», досконалі програмні комплекси загального функціонального призначення «ПАРАДОКС», «ПАРСЕК», «ДРАКОН», «БАШНЯ», спеціалізований комплекс для розрахунку щогл на відтяжках «СУДМ», програма робочого проєктування підкранових конструкцій «БАЛКА» та багато інших. З використанням цих програм виконувалися розрахунки об’єктів, які проєктувалися безпосередньо в інституті та за замовленнями інших організацій.

У цьому сенсі потрібно наголосити на тому, що розвинення і застосування програмних обчислювальних комплексів дозволило фахівцям інституту виконувати розрахунки об’єктів будь-якого ступеня складності та проводити оригінальні дослідження статики та динаміки споруд, нелінійних висячих і вантових систем, різноманітних динамічних ефектів і впливів, надійності при змінних навантагах, пружно-пластичної роботи матеріалу, оптимального проєктування, уніфікації елементів, розроблення сортаментів тощо.

Додатково до зазначеного слід звернути увагу на те, що представники цього напряму діяльності інституту – доктори технічних наук А.В. Перельмутер і О.С. Городецький, які брали активну участь у створенні згаданих вище програмних засобів, – пізніше розкрилися у новій іпостасі та стали творцями найбільш відомих на території колишнього СРСР і Східної Європи програмних обчислювальних комплексів SCAD і ЛІРА.

Вітчизняна наукова діяльність інституту
(період після 1991 року)

Наукова діяльність інституту після відновлення незалежності України 24 серпня 1991 року фактично становить собою логічне продовження його наукової справи до цієї дати за всіма раніше опрацьованими напрямами робіт. Натомість відгукуючись на нові вимоги у законодавчому полі України відповідно до Закону України «Про наукову і науково-технічну діяльність» (перший варіант цього Закону був прийнятий Верховною Радою України 13.12.1991 р. за № 1978-ХІІ, а чинний – 26.11.2015 за № 848-VIII), метою якого є, по-перше, врегулювання правових, організаційних і фінансових відносин, пов’язаних із науковою і науково-технічною діяльністю і, по-друге, створення умов для підвищення ефективності наукових досліджень і використання їх результатів для забезпечення розвитку усіх ланок суспільного життя, інститут не тільки зберіг набутий у період із 1944 до 1991 року досвід, а й опанував нові сфери у своїй науковій діяльності, серед яких можна виділити найголовніші, на кшталт: розв’язання практично вагомих і актуальних реальних задач, перспективні наукові дослідження, розроблення державних будівельних норм, розроблення та удосконалення існуючої національної гілки стандартизації у галузі металобудівництва, а також системної гармонізації міжнародних та європейських стандартів, підготовки науково-технічних кадрів першого і вищого щабля кваліфікації тощо.

Відтак послідовно розглянемо всі згадані вище напрями робіт інституту.

Проте перш за все згадаємо про те, що в інституті ще упродовж існування колишнього СРСР була створена та діє дотепер низка визнаних в Україні й поза її межами наукових шкіл, а саме:

• теорії розрахунку й проєктування лінійно-протяжних і великопрогонових просторових конструкцій будівель і споруд;

• оптимального проєктування металевих конструкцій;

• теорії надійності споруд;

• теорії розрахунку й проєктування висотних споруд;

• формоутворення конструкцій;

• убезпечення будівель та інженерних споруд від можливих терористичних нападів;

• автоматизації розрахунку і проєктування просторових конструкцій будівель та інженерних споруд.

І саме завдяки довголітньо напрацьованій спроможності цих шкіл вирішувати найскладніші наукові теоретичні та прикладні задачі, в інституті не тільки збереглися, а й набули сталого розвинення наступні напрями наукових досліджень, що відрізняються високим науковим рівнем і широтою тематики:

• прогнозування та визначення шляхів розвинення металевих конструкцій, розроблення й дослідження нових типів конструкцій для пріоритетних напрямів науки й техніки, розроблення методів і технічних рішень із підсилення й реконструкції будівельних металоконструкцій, виявлення найбільш невигідного сполучення зусиль, що діють на пружну систему;

• розроблення нових методів розрахунків мембранних, вантових і вантово-стрижневих систем, спірально-навивних посудин високого тиску, об’єктів атомної енергетики та нелінійних задач пружно-пластичної поведінки конструкцій, пошуку граничної навантаги, пристосовності й т. ін.;

• дослідження циклічно симетричних систем і систем, що характеризуються будь-яким видом симетрії, в частині розроблення ефективних методів статичних і динамічних розрахунків;

• дослідження попередньо напружених систем із урахуванням історії створення попереднього напруження і його контролю під час монтажу;

• дослідження залишкових напруг у металевих конструкціях, тобто напруг, які виникають у результаті зварювання або попереднього розігріву металу;

• розвинення положень теорії надійності стосовно забезпечення надійності та безпечної експлуатації будівель, споруд й інженерних мереж, продовження ресурсу й пошуку резервів несної здатності різноманітних конструкцій, а також обґрунтування надійності конструкцій, що експлуатуються, під час зміни норм снігової навантаги та визначення контрольних навантаг;

• дослідження із оптимального проєктування конструкцій з метою створення нових конструктивних рішень металевих конструкцій, уніфікованих зварних конструкцій, сортаментів гнутих і гнуто-зварюваних профілів;

• автоматизації проєктування металевих конструкцій та проведення розрахунків статики і динаміки об’єктів будь-якого ступеня складності, нелінійних висячих і вантових систем, різноманітних динамічних ефектів і впливів, надійності при змінних навантагах, пружно-пластичній роботі матеріалу, оптимального проєктування, уніфікації елементів, розроблення сортаментів тощо.

Натомість значного розвитку в інституті отримала теорія розрахунку й проєктування лінійно-протяжних і великопрогонових просторових конструкцій будівель і споруд, утворених як абсолютно гнучкими нитками, так і нитками скінченної жорсткості. Представники цієї започаткованої в інституті школи створили теорію міцності та стійкості сильно нелінійних просторових комбінованих великопрогонових висячих і вантових систем у межах та поза межами пружності матеріалу: побудували основні розв’язувальні співвідношення, розробили загальні математичні положення моделювання їхньої роботи і визначення критичних значень зусиль і навантаг, одержали фундаментальні наукові результати при визначенні особливостей роботи висячих систем у процесі розвинення пластичних деформацій, встановленні характеру і закономірностей їх поведінки у ході розвантаження, дослідженні впливу різних факторів на міцність і стійкість конструкцій, розвинули методи регулювання напружено-деформованого стану висячих і вантових систем, сформулювали принципи удосконалення їх конструктивних рішень і вперше в світовій практиці запропонували їхні нові високоефективні типи.

Подібне можна сказати й про багатолітній доробок інститутської школи теорії розрахунку й проєктування висотних споруд, який містить напрацювання з дослідження широкої гами різних за конструктивним виконанням, призначенням та принципам роботи унікальних і утилітарних ґратчастих висотних споруд, веж спеціального призначення – димарів, витяжних й водонапірних, антенних систем і монументів, їх вузлових з’єднань (опорних, примикання розкосів і розпірок до поясів, перетину розкосів), стиків трубчастих елементів і хрестових перерізів, вузлових безфасонних прикріплень труб й деталей кінцевих закріплень розпірок та розкосів; визначення розрахункових параметрів і величин впливів і навантаг на висотні споруди; розрахунку, конструювання та проєктування різноманітних засобів антивібраційного захисту висотних споруд від аеропружних коливань галопуючого типу, що виникають в результаті ініціації вихорів при обтіканні висотних споруд повітряним потоком; статичного та динамічного розрахунків, а також оптимального проєктування висотних споруд і багато чого іншого.

Доцільно зауважити, що про актуальність і нагальність вище вказаних досліджень промовисто свідчить той факт, що присвячені їх висвітленню монографія «Механика висячих систем» [52] витримала три видання, а монографія «Высотные сооружения. Теория и практика» [49] – два видання, кожне з яких містило нові результати і які (маються на увазі видання), не зважаючи на доволі великий наклад, так і не змогли цілком задовольнити попит читацької спільноти.

Результати напрацювань за всіма наведеними вище напрямами наукових досліджень постійно виносились інститутом із метою обговорення на численні семінари, колоквіуми та науково-технічні конференції. Зазвичай кожного року проводився або семінар, або колоквіум чи конференція, присвячені розгляду отриманих в інституті результатів за якимось конкретним напрямом роботи. Відтак із усіх проведених заходів можна згадати найбільш цікаві та насичені, організатором яких виступав безпосередньо інститут, зокрема:

• семінар «Удосконалення проєктної справи у будівництві» (на базі відокремленого структурного підрозділу в м. Дніпрі, 2001 р.);

• колоквіум «Удосконалення методів розрахунку, конструювання, спорудження і ремонту сталевих резервуарів» (на базі відокремленого структурного підрозділу в м. Скадовську, 2003 р.);

• конференція «Металеві конструкції: погляд у минуле та майбутнє» (на базі центрального виробництва в м. Києві, 2004 р.);

• конференція «Будівельні металеві конструкції: сьогодення та перспективи розвитку» (на базі центрального виробництва в м. Києві, 2006 р.);

• колоквіум «Розрахунок і проєктування просторових великопрогонових конструкцій» (на базі відокремленого структурного підрозділу в м. Скадовську, 2007 р.).

Поза тим організація ще двох конференцій була здійснена інститутом спільно з Гданською Політехнікою перед і після проведення фінального турніру чемпіонату Європи 2012 року з футболу, позаяк обидві ці організації були залучені до проєктування об’єктів спортивної інфраструктури у процесі підготовки України та Республіки Польщі до цього турніру. Це такі конференції:

• Міжнародна україно-польська науково-технічна конференція «Будівельні конструкції спортивних та просторових споруд: сьогодення та перспективи розвитку» (на базі центрального виробництва в м. Києві, 2010 р., рис. 118);

• Міжнародна польсько-українська науково-технічна конференція «Актуальні проблеми металевих конструкцій» (на базі Гданської Політехніки в м. Гданськ, 2014 р. рис. 119).

Далі варто підкреслити, що наприкінці кожного з цих заходів учасниками приймались відповідні практичні рекомендації, які надалі застосовувались ними у реальному виробництві.

Добре відомо, що на сьогодні ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського» є головним науково-дослідним і проєктним інститутом сталевих конструкцій будівельного комплексу України, який визначає технічну політику держави в галузі металобудівництва й формує нормативну базу для розрахунків і проєктування сталевих і алюмінієвих конструкцій. Це знайшло відображення в рішеннях: Держбуду України, Мінбуду України, Мінрегіонбуду України, Мінрегіону України, Мінінфрастуктури України, згідно яких інституту за результатами державної атестації галузевих науково-дослідних організацій постійно надавався (підтверджувався) статус базової організації з науково-технічної діяльності у сфері будівництва за напрямами науково-технічне, дослідне, методичне та інформаційне забезпечення нормування проєктування, будівництва та експлуатації виробничих будівель і споруд, об’єктів інженерно-транспортної інфраструктури та металевих конструкцій, безпеки і доступності під час експлуатації.

З урахуванням цього статусу може чи не найголовніший науковий і одночасно державницький напрям діяльності інституту пов’язаний з розробленням державних нормативних документів системи технічного регулювання будівельної галузі України, який налічує дві компоненти. Перша з цих компонент зводиться до розроблення державних будівельних норм, яких тільки останнім часом безпосередньо спеціалістами інституту або за їхньою участю розроблено 29. І серед усіх цих норм насамперед належить відзначити першорядні [1 – 19], які, власне, і сформували сучасний нормативний простір будівельної галузі України.

А друга компонента цього напряму діяльності інституту полягає у розробленні та удосконаленні існуючої національної гілки стандартизації у галузі металобудівництва, а також системної гармонізації міжнародних та європейських стандартів. Задля досягнення визначеної мети з ініціативи інституту та згідно наказу Мінрегіону України від 21.07.2011 р. № 77 було створено Технічний комітет стандартизації 301 «Металобудівництво» (ТК 301), членами якого стали провідні науково-дослідні і проєктні організації, заводи із виготовлення будівельних конструкцій із сталі та спеціалізовані монтажні організації. А здійснення функцій секретаріату ТК 301 Мінрегіоном України було покладено на ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського». Із прийняттям Закону України «Про стандартизацію» від 5 червня 2014 року № 1315-VII із 2015 року ТК 301 підпорядковано національному органу стандартизації, функції якого виконує Державне підприємство «Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості» (ДП «УкрНДНЦ»).

Відповідно до вище наведеного наказу Мінрегіону України до сфери діяльності комітету віднесені роботи із стандартизації при проєктуванні, виготовленні й монтажі будівельних конструкцій із сталі й алюмінію, а також застосування цифрового інформаційного моделювання у будівництві (Building Information Modeling, або скорочено BIM-технології).

За роки своєї діяльності на засіданнях ТК 301 були розглянуті, схвалені й надіслані до національного органу стандартизації та затверджені 23 національні стандарти України та 122 гармонізованих в Україні методом перекладу європейських і міжнародних стандартів, що позитивно вплинуло на підвищення технічного і якісного рівня вітчизняного металобудівництва.

Згідно з наказом Національного органу стандартизації ДП «УкрНДНЦ» № 148 від 19.06.2023 р., під егідою інституту функціонує Технічний комітет стандартизації 306 «Інженерні мережі та споруди» (ТК 306). Інститут виконує функції секретаріату ТК 306 і забезпечує його діяльність організаційно, технічно та фінансово.

Технічний комітет стандартизації 306 «Інженерні мережі та споруди» було створено згідно з наказом Міністерства регіонального розвитку та будівництва України від 21.07.2011 № 82. Він визначений суб’єктом національної системи стандартизації й виконує функції з розроблення, розгляду, погодження і супроводження національних стандартів у сфері проєктування, будівництва та експлуатації інженерних мереж та споруд. Сфера діяльності ТК 306 затверджена наказом ДП «УкрНДНЦ» від 19.07.2019 № 220. Здійснення функцій секретаріату ТК 306 Державним інститутом «УкрНДІводоканалпроект» згідно з наказом ДП «УкрНДНЦ» № 148 від 19.06.2023 р. у червні 2023 року було припинено.

При визначенні технічної політики в галузі металобудівництва інститутом приділяється значна увага співпраці з органами державної влади. Інститут є одним із ініціаторів прийняття Кабінетом Міністрів України Постанов № 409 від 5 травня 1997 року «Про забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж», № 985 від 8 вересня 1997 року «Про усунення аварійної ситуації на автошляховому переході греблі Дніпрогесу» і № 1313 від 22 серпня 2000 року «Про затвердження Програми запобігання та реагування на надзвичайні ситуації техногенного і природного характеру на 2000 - 2005 рр.».

За активною участю спеціалістів інституту проводиться робота Науково-координаційної та експертної Ради з питань ресурсу та безпеки експлуатації конструкцій, споруд і машин при Президії Національної академії наук України та Науково-технічних рад Держбуду України, Мінбуду України, Мінрегіонбуду України, Мінрегіону України, Мінінфрастуктури України. На рисунках 120, 121 показано робочі епізоди засідання Науково-координаційної та експертної Ради з питань ресурсу та безпеки експлуатації конструкцій, споруд і машин при Президії Національної академії наук України, присвяченого розгляду питання про технічний стан мостів і транспортних споруд в Україні, яке відбулося в ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського» 4 лютого 2005 року.

Інститут, як базова організація з науково-технічної діяльності у сфері будівництва, взяв безпосередню участь у виконанні доручення Президента України № 1-1/509 від 17 квітня 2002 р. при розробленні Концепції Державної програми забезпечення технологічної безпеки в основних галузях економіки (в частині будівельних металевих конструкцій), яка схвалена розпорядженням Кабінету Міністрів № 351-р від 11 червня 2003 р. Цією Концепцією передбачалося розроблення Державної науково-технічної програми «Ресурс», а також галузевих і регіональних програм, на які покладається здійснення заходів щодо реалізації державної політики із забезпечення надійності й безпечної експлуатації будівель і споруд у певній галузі або регіоні.

Перейдемо тепер до розгляду ще однієї важливої сфери наукової діяльності інституту – до підготовки науково-технічних кадрів, яка здійснюється за двома самостійними кваліфікаційними напрямами. Перший з них – освітній – полягає в ознайомленні студентів вищих навчальних закладів із діяльністю інституту та навчанні основам проєктної справи на прикладі реальних проєктних розробок.

Значну підтримку цій роботі надають створені в інституті філії кафедр будівельного профілю вищих навчальних закладів, які сприяють міцнішому взаємозв’язку між інститутом і цими закладами. На сьогодні в інституті діють філії кафедр «Мости, тунелі та гідротехнічні споруди» Національного транспортного університету, «Комп’ютерні технології будівництва та реконструкцій аеропортів» Національного авіаційного університету та «Конструкції з металу, дерева і пластмас» Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка. На базі цих філій студенти розпочинаючи вже з другого курсу мають змогу проходити науково-дослідну, виробничу та переддипломну практику у проєктних підрозділах інституту. А додатковий стимул такій плідній співпраці надає цілеспрямована увага, що приділяється в інституті роботі зі студентською молоддю, яка допомагає гармонійно й результативно поєднувати освіту, науку і виробництво з метою подальшого залучення студентів і випускників вищих навчальних закладів у стіни інституту. До того ж позитивному вирішенню цього питання слугує надання студентам 3 – 5 курсів можливості, по-перше, працевлаштовуватися за сумісництвом у проєктних підрозділах, що дозволяє їм ще до закінчення вищих навчальних закладів визначитися з напрямом своєї подальшої діяльності та, по-друге, займатися науковою роботою і брати участь як в українських, так і в міжнародних науково-практичних семінарах, колоквіумах, конференціях і конгресах, а також друкувати результати своїх наукових досліджень у періодичних виданнях.

Натомість другий напрям підготовки науково-технічних кадрів – атестаційний – зводиться до підготовки кадрів вищої кваліфікації та їх залученню до науково-технічного процесу в будівельній галузі. І одразу зазначимо, що вирішенню цього найактуальнішого питання сьогодення сприяє наявність в інституті значного наукового потенціалу, відповідної організаційної структури та матеріальної бази. На додачу до цього в інституті Вищою атестаційною комісією України для підготовки наукових кадрів вищої кваліфікації у 2000 році була відкрита аспірантура, а у 2005 році – докторантура за спеціальностями: 05.23.01 «Будівельні конструкції, будівлі та споруди» та 05.23.17 «Будівельна механіка».

Загалом в аспірантурі та докторантурі під науковим керівництвом відомих фахівців у галузі металобудівництва та будівельної механіки завершили навчання 3 докторанти, 44 аспіранти і 4 здобувачі наукового ступеня кандидата технічних наук – випускники технічних вищих навчальних закладів із різних регіонів України, тематика дисертаційних робіт яких була пов’язана з дослідженнями і конструюванням металевих конструкцій будівель і споруд.

Що ж стосується завершальної ланки в системі підготовки наукових кадрів вищої кваліфікації, то вона зводилася до захисту дисертацій у створеній при інституті Вищою атестаційною комісією України у 2000 році Спеціалізованій вченій раді К 26.857.01 на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальностями: 05.23.01 «Будівельні конструкції, будівлі та споруди» та 05.23.17 «Будівельна механіка».

До складу ради переважно входили працівники інституту та декотрі вчені з інших організацій – відомі фахівці у галузі металобудівництва, дослідження та проєктування будівельних конструкцій і транспортних споруд. А наукова орієнтація ради зводилась до розгляду дисертацій з питань надійності й безпечної експлуатації будівель і споруд, теорії, розрахунку, експериментального дослідження, конструювання, підсилення і реконструкції металевих будівельних і транспортних конструкцій.

Упродовж роботи Спеціалізованої вченої ради у ній захистили дисертації 22 висококваліфікованих фахівця (13 – за спеціальністю 05.23.01 «Будівельні конструкції, будівлі та споруди» і 9 – за спеціальністю 05.23.17 «Будівельна механіка»), 7 із яких були співробітниками інституту. Робочий епізод одного з засідань Спеціалізованої вченої ради К 26.857.01 із захисту дисертацій представлений на рис. 122.