Расчет фонаря в APM Civil Engineering
Фонарь
Проведен прочностной расчет металлоконструкции фонаря на основное сочетание нагрузок.
Геометрические размеры модели: длина 6000 мм, ширина 6000 мм, высота 1100 мм. Конструкция здания выполнена в виде 4 соединенных секций. Каркас выполнен из фасадного профиля разной высоты.
Металлоконструкция опирается на каркас здания. Соединения узлов металлоконструкции жесткое сварное по контуру.
Анализ конструкции выполнялся согласно:
- СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85.
- СНиП II-23-81* Стальные конструкции.
Расчет проводился в программном продукте APM CivilEngineering.
Проведение расчетов
Расчетная модель здания строится на основе чертежей, переданных заказчиком.
Остекление моделировалось пластинами без жесткости.
Вводимые при расчете опорные ограничения:
- Для центральной точки запрет перемещения по горизонтали (по X и Y) - исходя из условия симметрии конструкции. Кроме того, в центральной точке установлен полный шарнир для учета возможных перемещений в соединении.
- Для опорных точек - только запрет перемещения по вертикали по Z.
Установка опор производится с учетом осей глобальной системы координат редактора.
Снеговые нагрузки определялись согласно СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07-85*).
Вес конструкции учитывается с надбавкой в 5%. Эта цифра соответствует коэффициенту надежности по нагрузке для веса строительных металлических конструкций согласно СП 20.13330.2011.
Вес шпиля выделен в отдельное загружение. Коэффициент надежности по нагрузке для конструкции шпиля принят 1.2.
Расчет металлоконструкции ведется на основное сочетание нагрузок, с учетом коэффициента надежности по нагрузке и по ответственности.
Проведение статического расчета производится в модуле расчета напряженно-деформированного состояния, устойчивости, собственных и вынужденных колебаний деталей и конструкций с использованием метода конечных элементов – APM Structure3D, входящего в состав системы автоматизированного расчета и проектирования конструкций для промышленного и гражданского строительства APM Civil Engineering.
Результаты расчета
Был выполнен статический расчет конструкции на основные сочетания нагрузок. Получены карты напряженного и деформированного состояния конструкции.
Определены прогибы согласно СП 20.13330.2011.
Согласно СНиП II-23-81* проведена проверка несущей способности наиболее нагруженных элементов конструкции.
Итоги выполненного проекта
Проведен статический расчет конструкции на основное сочетание нагрузок, а также выполнена проверка несущей способности по СНиП II-23-81* «Стальные конструкции» для наиболее нагруженных элементов конструкции.
Анализ результатов статического расчета показывает, что при заданных расчетных нагрузках, эквивалентные напряжения, возникающие в элементах конструкции при использовании указанных сечений, не превосходят предела текучести применяемых материалов (расчетное сопротивление), т.е. необходимая прочность обеспечивается. В наиболее неблагоприятном случае нагружения коэффициент запаса по пределу текучести больше единицы и равен 4.4
Максимальные прогибы конструкции, возникающие от сочетания собственного веса и внешних нагрузок, не превосходят допускаемый предел. То есть необходимая жесткость несущего каркаса обеспечивается.
Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что конструкция здания способна нести прикладываемые к ней нагрузки, соответствующие району строительства, и не требует дополнительных мер по увеличению прочностных характеристик.
Проведенная работа показала применимость программного комплекса APM Civil Engineering для решения сложных задач прочностного светопрозрачных конструкций.
