Анализ прочности спортивного комплекса в APM Civil Engineering

Ледовый дворец

В первой половине 2008 года по предоставленным чертежам проекта специалистами НТЦ АПМ была создана расчетная модель покрытия ледового дворца.

Расчет конструкции выполнялся в программном продукте APM CivilEngineering с целью анализа прочности узла перестыковки звеньев цепной оттяжки.

Место расположения спортивного комплекса: Крылатское, г. Москва.

 

Проведение расчета

Спортивный комплексКонструктивно покрытие смоделировано в виде металло-деревянного каркаса, верхняя часть которого закрывается пластинами. Покрытие состоит из нескольких сборных секций, каждая из которых состоит из одной балки, опирающейся на бетонную опору с одной и на кольцевую балку с другой стороны, и двух балок, опирающихся на кольцевую балку с одной и на конструкции трибун с другой стороны. Кольцевая балка удерживается вантами, которые сходятся и закрепляются в верхней части пилона. Пилон двумя оттяжками соединяется с опорами на поверхности земли. Оттяжки представляют собой пластинчатую цепь, элементы которой соединяются осями.

Помимо достаточно сложной в создании расчетной модели, отдельного внимания требовал комплекс нагрузок, введенных в рассмотрение.

Благодаря известным и заданным поперечным сечения элементов, а также введенным параметрам материалов, автоматически задается загружение – собственный вес. К нему были добавлены составляющие учета веса покрытия, монтируемого на каркас, и технологические нагрузки (дополнительное подвесное оборудование и т.п.).

Так как геометрическая форма конструкции навеса достаточно сложна, то для более качественного анализа были созданы несколько загружений (по разным схемам приложения и разным интенсивностям) для наложения снеговой нагрузки и ветрового воздействия. В частности, отдельные загружения предусматривали несимметричное воздействие этих силовых факторов. И плюс к этому были заданы графики изменения ветровых нагрузок во времени для проведения динамического анализа.

Отдельно, для последующего введения в расчетные комбинации нагрузок, задавалась возможность осадки опор пилонов и погрешность при сборке оттяжек (возможная разность их длин).

Модель спортивного комплексаВсего получилось более десяти отдельных загружений, из которых было составлено более двадцати расчетных комбинаций, моделирующих различное (в том числе и несимметричное) нагружение конструкции в процессе ее эксплуатации (с учетом погрешностей монтажа).

После введения полного комплекса исходной информации был проведен статический расчет конструкции для различных комбинаций загружений, а также выполнен расчет собственных частот и собственных форм колебаний модели покрытия. Т.к. ветровая нагрузка в процессе эксплуатации переменна, то дополнительно был выполнен динамический анализ.

Одними из наиболее нагруженных элементов в конструкции являются оттяжки, удерживающие пилон. Их общее напряженное состояние было оценено на стержневой модели конструкции. Но для более детального анализа потенциально опасных мест (мест соединения звеньев цепи) была создана дополнительная твердотельная модель – сборка, в состав которой вошли участки звеньев цепи и соединительный элемент – ось. Таким образом, дополнительно была решена задача контактного взаимодействия.

Таким образом, проведенный комплекс расчетных мероприятий позволил всесторонне рассмотреть напряжено-деформированное состояние навеса ледового дворца и оценить работоспособность, как отдельных элементов, так и всей конструкции в целом.

Продукты