Расчет ледового дворца спорта в APM Civil Engineering
Ледовый дворец спорта
Расчет ледового дворца спорта проводился по заказу Российского экспертного фонда «ТЕХЭКО».
По заказу Российского экспертного фонда «ТЕХЭКО» специалистами компании НТЦ АПМ выполнен прочностной расчет конструкций ледового двореца спорта для фигурного катания и соревнований по шорт-треку вместимостью 12 тыс. зрителей (г. Сочи, Адлерский район, Имертинская низменность).
Целью выполнения расчета является комплексная оценка технического уровня и прочности конструкции, проведение комплекса статических и динамических расчётов конструктивной схемы всего здания на основные и особые (сейсмические) воздействия.
Расчет проводился в соответствии с действующими нормативными документами:
- СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия;
- СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах;
- СНиП II-23-81* Стальные конструкции;
- СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции;
- СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения;
- СП 52-101-2004 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряже-ния арматуры;
- СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.
Расчет проводился в программном продукте APM CivilEngineering.
Исходные данные
Исходные данные предоставлены рабочей документацией стадии П – чертежи КМ, КЖ, технический отчет об инженерно-геологических изысканиях, технический отчет по результатам статических испытаний свай, специальные технические условия для проектирования данного спортивного сооружения.
Расчетная модель
Для определения напряженно-деформированного состояния каркаса здания и свайного ростверка разработана пространственная компьютерная модель в системе APM Structure3D, включающая в себя металлические конструкции каркаса здания и трибун, большепролетное покрытие, наружные и внутренние лестницы, а также свайное основание. Все элементы (части) конструкции выполнены в единой модели, что наиболее полно и точно отражает ее работу.
Сваи условно моделировались укороченными стержнями сечением Ø820 мм. Нижний уровень стержней соответствует заделке свай в ростверк на отметке -2,25 м. Узлы заделки свай, расположенных по контуру и под лестнично-лифтовыми блоками свайного поля – жесткое. Остальные сваи свя-заны с ростверком шарнирно. Опирание свай упругое по вертикальной оси Z ГСК. В качестве коэффициентов жесткости приняты значения, при веденные в расчетно-пояснительной записке проекта свайного основания.
Железобетонные ростверки моделировались пластинами с шагом разбиения 1,5 м из бетона В30. Толщина 600 под трибунами и 1000 мм под многоэтажной частью.
Банкетки опирания наклонных балок трибун также моделировались ж.б. пластинами соответствующей толщины. Узлы опирания ко-лонн каркаса и наклонных балок трибун на монолитный ж.б. ростверк – шарнирные.
Большепролетное покрытие представляет собой пространственную структуру в виде радиальных арок с затяжками. Балки нижнего и верхнего пояса моделировались типом стержневого КЭ «балка». Связи – тип элемента «ферма». Покрытие опирается на металлический каркас здания через систему всесторонне подвижных и шарнирно-неподвижных опор, которые моделировались как жесткие вставки.
Результаты расчета
В рамках проекта был выполнен статический расчет конструкции на основные сочетания нагрузок, для пяти расчетных случаев (комбинаций загружений). Получены карты напряженного и деформированного состояния конструкции при соответствующих вариантах нагружений.
Согласно СП 20.13330.2011 «Стальные конструкции», проведен анализ конструктивных элементов, тем самым оценена несущая способность наиболее нагруженных элементов конструкции.
Итоги выполненного проекта
Анализ карт напряжений и перемещений показал, что конструкция отвечает требованиям прочности, жесткости, устойчивости, соответствует действующим нормативным документам.
Результаты расчета конструктивных элементов показали, что максимальные коэффициенты использования для ферменных элементов составляют 0,6…0,9. Данные показатели являются опти-мальными. Уменьшение снеговой нагрузки составляет по сравнению с исходным заданием на проек-тирование составляет 60 кг/м2. Фактическое снижение металлоемкости по результатам расчета для разных элементов может составлять 6…12%.
