РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Проектирование и расчет металлоконструкции склада (ЛСТК)

      Проведен проектировочный расчет конструкции ангара площадью 696.14 м2 состоящего из административной части и двух складов, с двухскатной и односкатной крышей соответственно.

     Общая расчетная схема конструкции ангара, выполнена в модуле APM Structure3D, входящего в состав системы автоматизированного расчета и проектирования конструкций для промышленного и гражданского строительства APM Civil Engineering 11.

  Несущая конструкция склада-ангара выполнена из ЛСТК различного сечения. Колонны, фермы крыши и межэтажного перекрытия изготавливаются из сдвоенного С-образного профиля. Прогоны изготавливаются из С-образных профилей, различного сечения. В узлах металлокаркаса профили соединяются между собой фасонными элементами на высокопрочных оцинкованных болтах. Металлоконструкция склада-ангара крепится к ранее построенному фундаменту посредством анкерных болтов.

Рис. 1 Конструкторская модель в системе Компас 3D

Рис. 2 Конечно-элементная модель склада-ангара в APM Structure3D

Рис. 3 Несущий каркас административной части здания

Рис. 4 Несущий каркас склада с односкатной крышей 

Рис. 5 Несущий каркас склада с двухскатной крышей 

Рис. 6 Ферма двухскатной крыши с фасонными элементами 

      Нагрузки на металлоконструкцию склада-ангара

      Прочностной расчет и расчет устойчивости несущего каркасапроводился на основное (дополнительное) сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. Основное сочетание нагрузок состояло из собственного веса конструкции, полезных нагрузок, снеговых нагрузок. Дополнительное сочетания нагрузок состояло из нагрузок, входящих в основное сочетание, с добавлением нагрузок от ветра.

      Нагрузка на межэтажное перекрытиевторого этажа административного здания принято согласно пункта 2 таблицы 8.3, СП 20.13330.2011.Для служебные помещений административного, инженерно-технического, научного персонала организаций и учреждений равномерно распределенная нагрузка на перекрытие составляет 2 кПа.

      Снеговые нагрузки( IIIснеговой район) прикладывались согласно СП 20.13330.2011.

      Ветровые нагрузки(IIветровому району) прикладывались в двух направлениях: «Ветер -Х» и «Ветер У». 

Рис. 7 Эпюра равномерно распределенной нагрузки на перекрытие

Рис. 8 Эпюра распределения снегового давления для загружения «Снег»

Рис. 9 Эпюры распределения ветрового давления «Ветер-Х»

Рис. 10 Эпюры распределения ветрового давления  «Ветер У»

      Результаты расчета конструкции

     Анализ результатов статического расчета показывает, что при заданных расчетных нагрузках, эквивалентные напряжения, возникающие в элементах конструкции каркаса при использовании указанных сечений, не превосходят предела текучести применяемых материалов (расчетное сопротивление).

     Конструкция не нуждается в дополнительных мерах по увеличению ее устойчивости. Минимальный коэффициент запаса устойчивости данной конструкции склада-ангара равен 1.77

Рис. 11 Карта распределения эквивалентных напряжений в металлоконструкции склада-ангара

Рис. 12 Карта распределения суммарных перемещений в металлоконструкции склада-ангара

Рис. 13 Устойчивость конструкции склада-ангара

      Расчет устойчивости элементов конструкции

      Проверена локальная устойчивость элемента колонны склада-ангара. Для этого колонна была промоделирована с помощью оболочечных конечных элементов. Минимальный коэффициент запаса в этом случае равен 1.67.

Рис. 14 Расчетная модель, кинематические и силовые граничные условия колонны

Рис. 15 Первая и вторая форма потери устойчивости элемента стойки

      Выводы

      Проведен статический расчет конструкции на основное сочетание нагрузок, расчет устойчивости, расчет несущей способности наиболее нагруженных элементов, а так же расчет болтовых соединений элементов конструкции. Все соединения конструкции склада-ангара производятся на высокопрочных болтах с контролируемым моментом завинчивания. С помощью модуля APMJointбыло подобрано необходимое количество болтов для каждого соединения конструкции.

      Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод о том, что конструкция склада-ангара способна нести прикладываемые к ней нагрузки, соответствующие району строительства, и не требует дополнительных мер по увеличению прочностных характеристик.

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