Главная|Контакты
ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ
Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Учебные заведения, находящиеся в признанных культурным наследием зданиях, возможно смогут...

06.09.16  В Королеве в октябре будет открыта пешеходная зона в технологическом стиле

31.08.16  Корпорация Технониколь открыла новый завод по производству минваты в Хабаровске

31.08.16  Отреставрированный корпус РЭУ им. Плеханова открыт

29.08.16  На строительство нового терминала аэропорта на Камчатке претендуют 4 инвестора

29.08.16  ЦАГИ включен в список объектов культурного наследия

28.08.16  На Северном Кавказе к 2017 году будет введен в экусплуатацию индустриальный комплекс

26.08.16  Жилой комплекс со спортивной инфраструктурой будет построен в Казани

26.08.16  В усадьбе "Константиново" откроется детский хоспис

25.08.16  Перинатальный центр на северо-западе Москвы в скоро времени будет построен

24.08.16  В ходе реставрации метро "Сокол" будут восстановлены исторические элементы

ТОП СТАТЕЙ
Опубликовано : 10.02.15 | Категория: Современные стальные конструкции
В расчетах уникальное большепролетное сооружение следует рассматривать как единую пространственную систему, включающую основание, фундаменты, каркас, покрытие, с учетом продольных, изгибных и крутильных жесткостей основных, а в ряде случаев и второстепенных элементов; их проектных связей, узловых эксцентриситетов и т. д. Расчеты, подтверждающие надежность системы, проводятся на статические и динамические нагрузки и воздействия на конструкцию и ее элементы в процессе возведения и эксплуатации. Важным этапом расчета сооружений является проверка их общей и местной пространственной устойчивости.
На стадии концептуального проектирования обычно не требуются какие-либо расчеты, так как конструктивные размеры принимаются грубо, исходя из существующего опыта. Ho на следующей стадии выполняются приближенные вычисления, чтобы получить размеры сечений основных элементов. При вариантном и рабочем проектировании для больших вычислений пользуются компьютером. При вариантном проектировании обычно выполняется большое количество расчетов для поиска оптимальной конструктивной схемы, рациональных соотношений геометрических и жесткостных параметров элементов системы. На этом этапе расчетов рекомендуется процесс понижения сложной, высоко избыточной структурной задачи к упрощенной схеме с последующим усложнением системы за счет последовательного присоединения новых элементов или их блоков и исследования их влияния на работу конструкции. На стадии рабочего проектирования выполняются поверочные расчеты с учетом всех возможных сочетаний нагрузок. Специальное внимание следует уделять расчетам и конструированию узлов, выполняя их равнопрочными сопрягаемым элементам.
Численные методы, ориентированные на широкое использование современной вычислительной техники (с высоким быстродействием, большой памятью и развитой системой внешних устройств), открывают возможности успешного решения задач расчета сложных систем с достаточной для практического применения точностью. Их использование позволяет учесть различные виды нагружений и воздействий, конструктивные особенности системы (геометрию поверхности, переменные толщины, наличие элементов подкрепления, проемов, фактические свойства материалов, местное изменение жесткости и т. п.). При этом в большинстве случаев, применяются современные апробированные стандартные вычислительные комплексы. Для повышения надежности результатов расчеты рекомендуется проводить с использованием различных программ с сопоставлением и анализом полученных данных.
Однако использование компьютера, позволяющего оперировать огромными массивами чисел, имеет и обратную сторону, растет риск ошибок.
Сегодня инженеры зачастую пользуются компьютером прежде, чем они получают ясное понимание работы сооружения в целом и отдельных его элементов в системе. В то же время такое понимание, на базе предварительного анализа упрощенных схем приближенными методами, основанное на правилах строительной механики, — единственный путь безопасного взаимодействия инженера с компьютером. Вслепую расшифровывать численные результаты без первоначальных знаний порядка ожидаемых расчетных величин просто недопустимо. Компьютер — несомненно, огромная помощь для инженеров на всех этапах проектирования. Однако приближенные вычисления должны использоваться и в будущем, в том числе для быстрой достоверной проверки компьютерных расчетов и оценки основных решений. Переопределенная уверенность в компьютерных расчетах с несовершенной моделью может привести к серьезным ошибкам.
Компьютерный расчет должен охватывать все варианты возможных отказов. Если это невыполнимо (например, трудность включения в компьютерную модель узлов, граничных условий, фактических параметров свойств материалов и т. п.), контроль необходимо выполнять обычными методами. При минимизации конструкции необходимо оставлять резерв запаса на ошибки, в первую очередь для ключевых несущих элементов.
В большинстве случаев расчеты уникальных большепролетных сооружений выполняются в нелинейной постановке. Расчеты рекомендуется выполнять с учетом неупругих деформаций, деформаций усадки и ползучести бетона и т. п., приводящих к изменению геометрии системы в процессе длительной эксплуатации. Кроме того, в железобетонных элементах следует учитывать образование трещин на участках, где он работает на внецентренное сжатие с большими эксцентриситетами, приводящее к местному снижению его изгибной жесткости и соответственно величин изгибающих моментов. При учете неупругих деформаций расчет выполняется в физически нелинейной постановке.
При расчете узлов в местах скачкообразного изменения геометрии и жесткости сопрягаемых элементов возникают локальные пиковые значения напряжений, превышающие предел текучести. В связи с тем, что корректный расчет сложных узловых соединений обычными методами затруднен и не регламентирован нормами, они моделируются в расчетах МКЭ пластинчатыми или объемными конечными элементами.
Для учета реальной работы соединений в расчет МКЭ следует вводить нелинейную диаграмму материала σ—ε. В большинстве случаев расчеты выполняются на основе идеализированной упругопластической диаграммы Прандтля. В то же время эти расчеты могут выполняться с учетом нелинейной диаграммы материала σ—ε, приведенной в табл. 1.2.
В результате расчета с учетом физической нелинейности определяются зоны пластических деформаций, которые должны быть оценены с точки зрения несущей способности соединения. При этом предполагается обязательное применение сталей с повышенными требованиями к их пластичности.
Требования к расчетам при проектировании большепролетных зданий и сооружений

Возможно использование различных вариантов ограничений локальных зон развития пластических деформаций и их величин. Пластические деформации в расчетах могут ограничиваться значениями относительных удлинений ε = 4+5 %, а их развитие допускается лишь на небольшой площади (не более 5 % площади фасонки или детали). В другом варианте локальные зоны развития пластических деформаций не должны превышать 10 % площади поперечного или продольного сечения фасонки или детали, а среднее значение относительных пластических деформаций в этой зоне ограничивается величиной ε ≤ 0,5 %. Оба подхода эмпирические и требуют дальнейших исследований.
Узлы, в которых возникают пластические деформации противоположных знаков (при двух возможных сочетаниях расчетных нагрузок и воздействий), подлежат дополнительной проверке на малоцикловую усталость.
Геометрическая нелинейность в стандартных программах численных методов расчета в большинстве случаев реализуется линеаризацией задачи шаговым методом. Одной из проверок правильности выбора количества шагов и величины приращения нагрузок является примерное равенство приращения деформаций покрытия на каждом этапе нагружения. Более точную оценку можно получить численным экспериментом. Для большинства задач расчета шаговыми методами графики зависимости параметров от нагрузки представляют собой ломаную линию, приближающуюся с одной стороны к плавной кривой, отражающей действительную геометрически нелинейную работу системы. Однако в ряде случаев результаты расчета пространственных систем, отличающихся сильной нелинейностью, на каждом из этапов оказываются по разные стороны от графика действительной нелинейной работы системы. Причем расхождения, особенно на первых этапах, могут быть значительными, вплоть до перемены знака. В нелинейных расчетах неприменим принцип независимости действия сил, систему приходится рассчитывать на одновременное совместное воздействие различных сочетаний нагрузок, учитывающих в том числе последовательность монтажа конструкций и изменяющуюся при этом расчетную схему.
При расчетах следует учитывать не только статическую, но и динамическую реакцию большепролетного сооружения на воздействия ветра с учетом статических, квазистатических и резонансных вкладов. Повышенная по сравнению с традиционными конструкциями легкость и деформативность большепролетных покрытий определяет их чувствительность к динамическим воздействиям. Динамический расчет таких систем усложнен ввиду их пространственной работы, геометрической и физической нелинейности, существенного влияния податливости основных элементов и т. д. Необходимо выполнять проверку резонансного воздействия ветра и в случае необходимости проводить расчет на выносливость для исключения усталостных разрушений элементов. Отметим, что динамическую реакцию, возбуждаемую ветром, можно существенно снизить конструктивными мероприятиями, например, введением в систему дополнительных оттяжек или демпфирующих устройств. Конструкцию и их элементы следует проектировать с применением технических решений, не вызывающих значительной концентрации напряжений.
Составление расчетной схемы сооружения, представляющей идеализированную модель, максимально приближенную к натурной системе, — важнейший этап проектирования, позволяющий отыскать наиболее рациональные решения, обеспечивающие надежность конструкции и экономию материалов. При выборе расчетной модели очень важны предыдущий опыт и интуиция. Это верно при рассмотрении и характеристик модели и идеализируемой реальной конструкции. Рекомендуется использование различных альтернативных подходов для сравнения результатов.
После окончания строительства уникальных объектов в ряде случаев рекомендуется проведение дополнительных проверочных расчетов с учетом фактических свойств системы, чтобы определить, насколько конструкция далека от предельного состояния. С учетом этой информации расчетная модель, используемая в проекте, может быть максимально приближена к реальной.
Похожие новости