Декорационные станки
Станками в театре называют временные помосты для получения площадок различной высоты и формы. По своим функциям станки делятся на игровые и рабочие. Игровые станки — это те, которые находятся на виду у зрителей и являются частью декорационного оформления спектакля. Рабочими называются станки, стоящие за кулисами или сзади декораций. Они несут чисто служебную функцию, позволяя актерам подняться на игровой станок или спуститься с него. По расположению настила относительно сцены станки различаются на горизонтальные и пандусные, т. е. наклонные. И, наконец, по способу изготовления — на разборные, неразборные и складные. Преимущественно все станки строятся под живую нагрузку — нагрузку от находящихся на них людей. Поэтому к их прочности предъявляются особенно высокие требования. Каждый станок, независимо от размера и высоты, подлежит расчету на прочность и жесткость. Расчет ведется по фактическим нагрузкам, но не менее 300 кг/м2, с введением коэффициента динамичности, равного 1,25. Поскольку станки находятся в неблагоприятных условиях эксплуатации, допускаемое напряжение снижается на 20%. Так, если согласно «Строительным нормам и правилам» расчетное сопротивление изгибу для элементов, изготовленных из сосны, равно 130 кг/см2, то для театральных станков расчетное сопротивление принимается равным 100 кг/см2. Величина прогиба элемента под влиянием нагрузки не должна превышать 1/200 его длины. Все расчеты ведутся по наибольшим пролетам брусков и досок настила.
Театральные станки, несмотря на все многообразие форм и размеров, строятся по единому принципу, в основе которого лежит комбинация рам, несущих на себе деревянный настил. В наиболее общем виде станок представляет собой прямоугольный каркас, собранный из деревянных рам, на которые укладывается настил в виде отдельных щитов (рис. 73).
Рис. 73. Театральный станок: а — общий вид; б — варианты рам станка; в — ножки станка; 1 — монтажная рама; 2 — стойка; 3 — расшпильная петля:, 4 — несущая рама; 5 — щит; 6 — шпонка
Если рассмотреть распределение нагрузок на рамы, то нетрудно убедиться в том, что вся нагрузка от веса настила и всего того, что на нем находится, ложится на рамы, расположенные перпендикулярно направлению досок, из которых сколочены щиты. А рамки, идущие в поперечном направлении, т. е. вдоль досок настила, только лишь скрепляют остальные, не давая им упасть. Поэтому первые рамки называются несущими, а вторые монтажными. В принципе оба вида рамок имеют одну конструкцию, но несущие рамки должны быть более прочными и жесткими, чем монтажные.
Щиты настила ложатся на верхние горизонтальные бруски несущих рамок. Этот брусок является основным несущим элементом рамки и работает на поперечный изгиб. Сопротивляемость бруска изгибу зависит от его сечения и величины свободного пролета. Следовательно, чем больше сечение бруска верхней обвязки рамки и меньше длина свободного пролета, тем большую нагрузку он может выдержать. Вертикальные бруски — стойки испытывают продольные нагрузки, направленные вдоль волокон. Иначе говоря, стойки испытывают деформации продольного изгиба или сжатия, в зависимости от высоты. Прочность и жесткость стоек зависят от площади поперечного сечения и величины свободной высоты. Свободной высотой является часть бруска, не скрепленная поперечными связями.
Что касается настила, то и его прочность находится в прямой зависимости от толщины досок и величины их свободного пролета, т. е. расстояния между несущими рамками.
Прочность и жесткость рамок зависят не только от толщины брусков и их свободных пролетов, но и от самой конструкции. При ненадежном-» угловом сопряжении брусков может произойти разрушение этого узла. Недостаточное количество вспо-могательных раскрепляющих брусков или неверная их расстановка резко снижает сопротивляемость рамы воздействию как вертикальных, так и побочных нагрузок.
Для изготовления станковых рамок выбирается по возможности сухая прямослойная древесина без больших и средних сучков. Угловые соединения вяжутся вполдерева на клею и гвоздях с обязательной установкой прочной фанерной косынки. Около запиленных концов не должно быть сучков, косослоя и других пороков древесины, снижающих прочность соединения. Для обеспечения прочности и жесткости рамы вводятся раскосы, ручники и средники. Все эти элементы прибиваются внакладку с задней стороны рамки.
Мы уже говорили, что прочность бруска верхней обвязки зависит от площади его поперечного сечения и свободного пролета и что существует два пути усиления прочности несущего бруска: увеличение его сечения и уменьшение его свободной длины. Увеличение толщины и ширины брусков приводит к значительному утяжелению станка, так как все элементы рамы собираются из брусков одного сечения. При этом происходит усиление и тех частей, которые не нуждаются в особой прочности. Поэтому гораздо выгоднее уменьшить свободную длину верхней обвязки, введя лишние стойки, чем увеличивать сечение всех брусков, непроизводительно тратя древесину.
В зависимости от высоты станка сечение брусков для рам выбирается равным 2,5X6,5 или 3X7 см. Свободный пролет при этом сечении и при нагрузке в 300—350 кг/см2, как показывают расчеты, должен быть равен примерно 70 см. На этом расстоянии и крепятся стойки, соединяющие верхний и нижний бруски обвязки рамки. Количество поперечных связей определяется высотой станка. Ручники ставятся только на рамах высотой более 1,5 м. А рамки большей высоты снабжаются средниками. Соединение рамок между собой производится посредством глухих и расшпильных петель. Для большей прочности помимо гвоздей каждая деталь петли закрепляется болтом. На станки высотой до 1,5 м ставится не менее двух петель. На более высокие — по три, четыре и больше.
Количество несущих рамок определяется размерами станка, исходя из среднего расстояния между ними, равного 70 см. Настил станка, независимо от величины нагрузки, делается из досок толщиной 2,5—3 см. При этом значении толщины наиболее благоприятный свободный пролет досок составляет 70 см. Это расстояние можно увеличить и до 1 ж. Щит не потеряет своей прочности, но значительно проиграет в жесткости и будет прогибаться при ходьбе. В тех случаях, когда хотят добиться абсолютной жесткости настила, расстояние между несущими рамками сокращают до 60 см.
Совпадение расчетных расстояний между несущими рамками и между стойками облегчает постановку соединительных петель. В углах станка петли ставятся на широкие части крайних брусков, а в местах примыкания несущих рамок к монтажным — на брусок рамки и на стойку.
При больших значениях длины несущих рамок они под влиянием вертикальных нагрузок и сдвигающих усилий могут изгибаться в поперечном направлении. Для обеспечения их жесткости внутрь станка вводятся монтажные рамы. Расстояние между монтажными рамами колеблется от 1,2 до 2 м, в зависимости от высоты станка (чем ниже станок, тем меньше гибкость его рам) и от ширины щитов настила.
Дело в том, что шпонки, прибиваемые к низу щита, внакладку, должны проходить между монтажными и несущими рамами. Если шпонка попадет на монтажную раму, то щит не ляжет ровно на свой каркас. Шпонки щитов служат ограничителями, препятствующими сдвигу настила и выравнивающими рамки станка по заданной конфигурации. Поэтому они должны вплотную подходить к рамам. При изготовлении станка на собранный каркас накладываются бруски для шпонок, сверху настилаются доски и прибиваются к брускам гвоздями. Затем доски обрезаются по заданным размерам и распиливаются на отдельные щиты.
Для более плотной и ровной укладки настила шпонки щитов с одной стороны выпускаются за кромку щита, а с другой отступают от нее на это же расстояние. Оба конца шпонки срезаются под углом. При укладке настила шпонки одного щита заходят под другой.
Определение размеров щитов диктуется двумя условиями— удобством переноски и весом. Для переноски наиболее удобны щиты шириной от 75 до 100 см. Что касается веса, то правила техники безопасности лимитируют вес любого элемента станка в количестве 80 кг. Таким образом, предельно допустимая площадь щита равна 4—5 м2.
В больших по площади станках несущие рамки пересекаются несколькими монтажными. Для того чтобы не разрезать их на мелкие части и сократить количество составных элементов, используются так называемые закладные рамы. Закладная рама изготавливается во весь размер станка и пропускается сквозь несущие рамки (рис. 74).
Рис. 74. Станок с закладными рамками: 1 — бруски закладной рамы; 2 — закладная рама; 3 — расшпиль- ная петля; 4—несущая рама; 5 — шпонка с косым срезом
Вертикальные установочные бруски, прибитые к закладной рамке в местах ее пересечения с несущими, обеспечивают надежное соединение. При сборке закладные рамки заводятся в наклонном положении и поворачиваются вокруг своей оси, так, чтобы верхние и нижние бруски несущих рам попали между концами установочных брусков. К внешним рамкам закладная крепится расшпиль-ными петлями.
Для большей устойчивости станка рекомендуется постановка ножек. Ножками могут служить концы вертикальных брусков, специальные бобышки, прикрепленные к нижним плоскостям брусков, отборка опорной кромки и стальные гвозди с высокими закругленными шляпками. Цельные и вставные ножки быстро изнашиваются и ломаются. Фасонные гвозди легко меняются, и на их установку не нужно вкладывать много труда. Однако необходимость изготовления их в заводских условиях вызывает организационные трудности и повышенные материальные расходы. На ровной сцене установка ножек необязательна.
Способ разборки станка зависит от его высоты, площади и назначения. Станки высотой менее 30 см делаются обычно глухими, т. е. неразборными, так как их рамы не могут быть скреплены двумя петлями. Соединение рам одной петлей, в одной точке приводит к моментальному разбалтыванию узла и потере прочности. Поэтому рамы станков соединяются минимум двумя петлями. Глухие станки сколачиваются из досок или рам. Настил в них может быть съемным или прибитым к каркасу.
Складные элементы рам в сложенном виде должны плотно прилегать друг к другу. При наличии на сцене дежурных станков стандартных размеров выгодно использовать складную систему. В складном станке поперечные, несущие рамки разрезаются пополам и Соединяются глухими петлями (рис. 75).
Рис. 75. Складной станок
Отношение длины станка к его ширине должно быть таким, чтобы все несущие рамы свободно складывались внутрь.
Металлические каркасы станков изготавливаются по принципу деревянных конструкций. Наиболее распространенным материалом служат стальные тонкостенные трубы диаметром от 15 до 30 мм с толщиной стенки 1—1,5 мм. Эти трубы легкие, обладают достаточной прочностью, легко свариваются. Между собой трубчатые рамы соединяются шпильками по схеме рас-шпильной петли и стремянками — металлическими скобами с прижимной планкой (рис. 76).
.
Рис. 76. Соединение трубчатых рам станка: а — съемной шпилькой; б — стремянкой; 1 — рама станка; 2 —трубки; 3 —шпильки; 4 — хомут; 5 — планка; 6 — болт
Оградительная техника применяется в станках высотою более 1,2 м. Перила должны надежно защищать работающих на станке людей от падения. Поэтому крепление перил к станку должно быть очень прочным. Съемные перила станков входят в гнезда рам каркаса.
Пандусами в театре называют станки, настил которых расположен под некоторым углом к планшету. Конструкция пандуса отличается от конструкции горизонтальных станков только формой несущих рамок, которые выполняются в виде треугольника (рис. 77).
Для того чтобы щиты настила не скользили по наклонной поверхности станка, ‘ их шпонки прибиваются вплотную к поперечным рамкам. В пандусах, идущих от ноля, первая монтажная рамка часто заменяется доской, поставленной на ребро, или широким бруском.
При устройстве обыгрываемого пандуса с уклоном более 15° на щит должны быть набиты поперечные рейки, полосы резины и пр., предохраняющие людей от скольжения и обеспечивающие безопасные условия работы. В станках, служащих основной игровой площадкой, угол наклона обычно колеблется в пределах 10—12°, так как большая крутизна неудобна для актеров.
Криволинейные станки также имеют монтажные и несущие рамы. Внешние рамки этих станков изготавливаются из двух лекал, выпиленных по форме станка и соединенных между собой вертикальными брусками (рис. 78).
Соединения лекал и брусков производятся встык. Поскольку положенные плашмя лекала внешних рамок не предназначаются для больших нагрузок, они чаще всего выполняют функцию монтажных. Несущие рамки располагаются внутри станка и соединяются с монтажными петлями. Для того чтобы скрыть щель между настилом и каркасом, высота лекальных рам делается равной полной высоте станка. Щиты настила, прилегающие к криволинейным рамкам, обрезаются по их контуру. Боковые поверхности внешних рам зашиваются фанерой и обрабатываются согласно заданию.
Рельефы — это особый вид театральных станков, изображающий различные неровные поверхности (рис. 79).
Каркас рельефа собирается из деревянных лекал сечением 25X60 мм, оклеенных с двух сторон фанерой.
Вертикальные лекала выпиливаются по вертикальным сечениям рельефа и являются основой несущего каркаса. Горизонтальные лекала — короткие отрезки, которые вставляются по мере надобности в промежутках между вертикальными и играют роль монтажных рамок. В нижней плоскости станка находится горизонтальная рама, бруски и лекала которой кладутся плашмя. Соединение всех лекал производится на бобышках.
Готовый остов переплетается фанерными полосками шириной 30—40 мм. Концы полосок прикрепляются к лекалам 25 мм гвоздями. Плетение начинают с полос, идущих по высоте рельефа, а затем вплетаются поперечные полосы. В плавных переходах используются полоски, вырезанные в продольном направлении внешних слоев фанеры, а в крутых — поперечном.
Фанерная плетенка оклеивается кусками картона, хорошо смоченного в клее, и поверх него холстом. Выполненные таким образом станки могут нести большие статические и динамические нагрузки. В декоративных рельефах, не предназначенных под живую нагрузку, фанерная плетенка может быть заменена проволочной сеткой.
Станки с консолями употребляются главным образом для устройства подвесных балконов, галерей, нависающих плоскостей и других выступов, имеющих опору только с одной стороны. В одних случаях консольные балки закрепляются в верхней части опорного станка и пропускаются через отверстия, прорезанные в декорационной стенке, в других — сам станок и его консоли маскируются декоративными облицовками.
Способ закрепления балок зависит от величины вылета и размеров опорного станка. Если общая ширина станка и консолей не превышает нормативную, т. е. 220 см, то они представляют собой единую неразборную конструкцию (рис. 80).
Рис. 80. Станок с консолями: а — общий вид; б- рама с консолями из двух досок; 1— несущая рама; 2 — монтажная рама; 3 — щит; 4 — консоль
В противном случае консоли делаются съемными и закрепляются на каркасе станка металлическими скобами и болтами (рис. 81).
Рис. 81. Крепление съемных консолей: 1—рама; 2 —скоба; 3—винтовой зажим
Зависимость свободного вылета и ширины опорного станка определяется расчетом на устойчивость. Согласно установленным правилам удерживающий момент должен не менее чем в два раза превышать опрокидывающий. Иными словами, станки со свесами и консолями должны иметь коэффициент устойчивости, равным 2 при полной нагрузке свеса. Практически это означает, что глубина опорного станка примерно в полтора раза больше длины консоли.
Консоли выполняются из сплошных досок, цельносколочен-ных рам и решетчатых ферм. Выбор конструкции определяется нагрузками, величиной вылета и специфическими условиями данной декорации. В простых консолях для небольших свесов (шириной до 1—1,2 м) применяются доски, толщиной от 4 до 6 см и высотой до 15 см. В более сложных случаях, когда, например, на подвесную часть опирается лестница или конфигу-ч рация площадки не позволяет пропускать прямые линии параллельных несущих балок, используются прочные рамы со съемным настилом (рис. 82).
Фото. Рис. 82. Консольная рама: 1 — каркас рамы; 2 — расшпильная петля; 3 — станок; 4 — листовая сталь
И, наконец, на станках с большими выносными площадями, при условии достаточной высоты консольной части устанавливаются решетчатые фермы (рис. 83).
Рис. 83. Консольная ферма: а — общий вид; б — деталь фермы; 1 — станок; 2 — ферма; 3 — поперечная рамка
Плоские фермы сбиваются из двух рам, между которыми вставлены стойки и раскосы. Жесткость конструкции позволяет применять небольшие сечения всех элементов порядка 2,5×6 см. Такие фермы выдерживают значительные нагрузки при стреле вылета до 2 м.
Поскольку настил стелется поперек балок и ферм, расстояние между ними, как и в обычном станке, определяется условиями прочности и жесткости щитов. Маскировка консолей осуществляется навесными облицовками, прикрепляемыми рас-шпильными петлями или крюками. Перильные ограждения выполняются заодно с облицовками или крепятся в специальные гнезда.
Станки с перекидными балками образуют различной формы безопорные пролеты. В качестве несущих конструкций применяются толстые доски, балки, деревянные и металлические фермы, несущие рамы. Помимо прочности балок, способных выдержать расчетную нагрузку при данной величине пролета, в станках этого типа большое значение имеет жесткость соединения балок с опорными станками. Нежесткие соединения приводят к раскачиванию всей конструкции. Перекидные балки можно разделить на навесные, накладные и разрезные.
Навесные балки навешиваются на раму опорных станков при помощи крюков (рис. 84а).
Рис. 84. Станки с перекидными балками: а — станок с перекидными балками; б — крюк балки; в — станок с перекидной рамой; 1 — станок; 2 — балка; 3 — поперечная несущая балка; 4 — рама
Этот способ применяется чаще всего при изготовлении несущих прогонов из досок. К концам досок или дощатых балок привертываются болтами металлические крюки, концы которых обязательно должны заходить под низ балки и иметь страховочную скобу (рис. 846): Между собой балки соединяются короткими поперечными досками, имеющими такие же крюки. Эти поперечные вкладыши являются несущими, так как щиты настила располагаются вдоль основных балок. Под нагрузкой находятся и основные поддерживающие балки. Расчет этих балок производится на сосредоточенную нагрузку, приложенную в точках опоры поперечных вкладышей.
Для балок накладного типа в опорных станках делается выступ шириной 50—60 см. Если навесные балки имеют одну плоскость соприкосновения с каркасом станка, то здесь таких плоскостей две — вертикальная и горизонтальная. Скрепление балок со станком производится расшпильными петлями, болтами, скобами и пр. Для точной фиксации балки и плотной ее посадки в опорные конструкции вводятся специальные гнезда.
В небольших по величине пролетах балки заменяются цельными несущими рамами. Укладываемые поверх опорных станков, они хорошо связывают всю конструкцию (рис. 84в).
Разрезные балки применяются главным образом в тех случаях, когда опорные части не имеют достаточной щирины. Узкие опоры затрудняют жесткое соединение с перекидными балками или фермами. Обычные способы крепления не обеспечивают надлежащей устойчивости всей конструкции. Намертво связанные углы более успешно решают эту проблему. Для этого опорные рамы делаются с выпускными консолями, между которыми и крепится отрезок висящей балки.