Расчет моторвагонного депо в APM Civil Engineering
Моторвагонное депо
Компания НТЦ «АПМ» провела проверочный расчет несущих стальных конструкций здания моторвагонного депо Северо-Кавказской железной дороги для технического обслуживания электропоездов «Дезиро» (Адлер).
Расчет выполнен по заказу Российского экологического фонда «ТЕХЭКО».
Место расположения объекта: ст. Адлер, Краснодарский Край.
Несущие конструкции покрытия моторвагонного депо в осях А-Б представлены балочной системой с прогонами, в осях В-Г фермами с прогонами. Проектная устойчивость каркаса в поперечном направлении (по цифровым осям) достигается за счет реализации схемы с жесткой связью колонн с фундаментами и шарнирной – со стропильными фермами. В продольном направлении устойчивость обеспечивается устройством жестких блоков с распорками и наклонными связями по буквенным осям А-Б в осях 3-4, 8-9, 19-20, 24-25; по буквенным осям В-Г в осях 5-6, 8-9, 19-20, 24-25.
Колонны здания в осях В-Г запроектированы сквозными, двухветвевыми, с двухплоскостной безраскосной решеткой. Ширина колонн по осям ветвей равна 800 мм. Ветви колонн изготавливаются из двутавров с параллельными гранями полок. Решетка колон выполнена из прокатных швеллеров. Базы колон являются раздельными для каждой ветви. Опирание осуществляется на заранее установленную опорную плиту.
Расчет выполнялся согласно:
- СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.
- СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах.
- СП 16.13330.2011 Стальные конструкции (СНиП II-23-81*).
Анализ конструкции выполнялся в программном продукте APM CivilEngineering.
Исходные данные и расчетная модель
В ходе выполнения прочностного анализа несущих стальных конструкций здания моторвагонного депо Северо-Кавказской железной дороги (Адлер) требовалось провести оценку прочности, жесткости и устойчивости металлоконструкции, с учетом выявленных отклонений от проекта.
Расчетная модель конструкции строится на основе чертежей, переданных заказчиком.
На основании имеющегося в распоряжении отчета о результатах технического осмотра состояния несущих стальных конструкций здания моторвагонного депо объекта строительства: «Строительство депо на Северо-Кавказской железной дороге для технического обслуживания электропоездов «Дезиро» (Адлер)», была составлена таблица основных дефектов конструкции здания учтенных в модели.
В расчетной модели учтено отклонение колонн от проектного значения. Размеры ферм приняты проектными.
Опирание модели выполнено на ранее построенный фундамент, не участвующий в расчете. Для опорных точек колонн принята жесткая схема закрепления с запретом всех перемещений и поворотов по осям OX, OY, OZ.
Действующие нагрузки:
- Постоянные нагрузки (учет собственного веса конструкции по СП 20.13330.2011)
- Временные нагрузки от оборудования и людей на перекрытия здания (нагрузки на плиты перекрытий, лестницы и полы служебных помещений инженерно-технического персонала по СП 20.13330.2011)
Снеговые нагрузки (для учета снеговой нагрузки на модель здания были наложены пластины «без жесткости», которые не участвуют в формировании матрицы жесткости конструкции, но передают снеговые и ветровые нагрузки на элементы несущего каркаса по СП 20.13330.2011)- Ветровые нагрузки (ветровое воздействие вдоль оси OX и OY по СП 20.13330.2011)
- Сейсмические нагрузки (сейсмические нагрузки согласно СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах)
- Крановая нагрузка (вертикальные нагрузки, передаваемые колесами кранов на балки кранового пути по СП 20.13330.2011)
Статический расчет моделей был выполнен 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 APM Civil Engineering.
Статический расчет конструкции проведен на основные и особые сочетания нагрузок, для пяти расчетных случаев (комбинаций загружений).
Результаты расчета
В ходе выполнения прочностного анализа несущих стальных конструкций здания моторвагонного депо Северо-Кавказской железной дороги (Адлер) с целью оценки прочности, жесткости и устойчивости металлоконструкции, с учетом выявленных отклонений от проекта, выполнено:
- выполнено моделирование пространственной стержнево-пластинчатой конструкции здания моторвагонного депо;
- проведены поверочные статические прочностные расчеты, а также расчеты на устойчивость стальных конструкций здания депо на основные и особые сочетания нагрузок;
- выполнен анализ результатов статических расчетов и расчетов на устойчивость;
- выполнены расчеты монтажных соединений для одной типовой рамы конструкции при действии максимальных усилий, полученных на основании расчета модели построенной металлоконструкции;
- составлено заключение по результатам проведенных исследований.
Итоги выполненного проекта
Прочность, жесткость и устойчивость конструкции депо обеспечена в соответствии с районом эксплуатации.
Анализ результатов статических расчетов и расчетов на устойчивость показал, что дефекты монтажа расчетной модели здания в осях В-Г, такие как отклонения колонн от вертикали не оказывают значительного влияния на несущую способность.
Прочность соединений обеспечена при условии выполнения принятых проектных решений.
Проведенная работа показала применимость программного комплекса APM Civil Engineering для решения сложных задач прочностного анализа металлоконструкций.
