РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Расчет несущей способности конструкций церкви

В начале лета 2008 года к нам в организацию обратился частный инвестор с необычной просьбой – провести расчетный анализ несущей способности конструкции церкви. Возведение ее сейчас происходит в селе Старое Погорелово Вешкаймского района Ульяновской области.

История вопроса строительства данного объекта такова, что исходно в проекте церкви основным строительным материалом было дерево. Но возникла задача переделки проекта с учетом изменения материала основных несущих конструкций с дерева на кирпичную кладку.

Эскиз деревянной церкви

 

Естественно, такое существенное изменение требует проведения анализа статической прочности и проверки устойчивости конструкции.

По представленным заказчиком эскизам была построена расчетная модель церкви, представленная на рисунке ниже.

Общий вид расчетной модели церкви

 

Описание конструкции:
На конструкции выделяется первый и второй этажи церкви, выполненные из керамического пустотелого кирпича со щелевидными вертикальными пустотами, маркой 150 и пустотелостью 20%, соединенных жестким цементным раствором, марки 75. Перекрытия дверных и оконных проемов выполнялись из ж/б балок, прямоугольного сечения, выбираемых их номенклатуры соответствующих ж/б балочных изделий, серийно выпускаемых промышленностью. 
В стержневых конструкциях крыши боковых частей 1 этажа использовался сосновый деревянный брус сечением 75х75 мм и доска 25х150 мм. 
Верх крыши колокольни и навесы арок над дверями на 1 этаже выполнены из квадратной трубы 80х3 мм, выполненных из Ст 3. На колокольне 2 этажа располагается перекрытие для звонаря, выполненное из стальных квадратных труб 80х3 мм, покрытое сверху деревянным перекрытием из досок, толщиной 50 мм. В качестве кровельного покрытия всех элементах крыши использовалась листовая сталь, толщиной 1 мм.

В качестве основной комбинации нагрузок на конструкцию были заданы: нормативная нагрузка на перекрытия первого и второго этажа, нагрузка от центрального и четырех боковых куполов, а также от веса колокола. Плюс к вышеперечисленному комплексу нагрузок был введен учет собственного веса, ветрового и снегового воздействия в соответствии с местом строительства.

Поведенный статический анализ показал, что уровень напряжений, возникающий в элементах конструкции, не превышает допускаемых пределов

Пример вывода результатов расчета

 

Для металлических балок максимальные напряжения составляют 66,5 МПа, что соответствует трехкратному запасу прочности по пределу текучести для Ст 3кп. Уровень напряжений в армокаменных элементах стен не превышает 0,6 — 1,0 МПа, что также является допустимым. В элементах крыши первого этажа церкви, выполненных из деревянных элементов, максимальный уровень напряжений достигает примерно 7,9 МПа, что является допустимым для конструкций из сосны (максимальный предел от 8,5 до 10 МПа).

После был проведен расчет устойчивости. Коэффициент запаса устойчивости должен быть не менее единицы. В практических случаях рекомендуется не менее 1,4. В нашем случае он составляет более 30. Исходя из этого, делаем вывод, что конструкция не требует усиления.

Далее, в соответствии со СНиП, была проведена проверка работоспособности каменной кладки. Из пластинчатых элементов стен были созданы конструктивные элементы и проведен проектировочный расчет армокаменных конструкции с целью определения коэффициентов использования и необходимости их армирования.

Пример вывода информации по армированию каменных конструкций

Результаты проведенного расчета показывают, что каменные конструкции стен не нуждаются в армировании и вполне работоспособны при приложении к ним нагрузок (нагрузки при расчете конструктивных элементов берутся из РСУ).

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»