ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РЕШЕТЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТРУБ ТИПА «КИСЛОВОДСК» ПО II ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

FEATURES OF CALCULATING SPATIAL LATTICE STRUCTURES FROM PIPES SUCH AS «KISLOVODSK» ON II GROUPS OF LIMIT STATES

 

Структурные покрытия классифицируются в [3] как комбинированная  жесткая стержневая пространственная структура. Их использование целесообразно в здании со свободной технологической планировкой. Оно имеет технологические размеры в плане 30 x 30 м. согласно которому структурное покрытие держат в проектном положении на отметке 10,5 м четыре несущих колонны высотой 6,2 м с отходящими от каждой колонны к покрытию по четыре капители. Плита высотой 2,2 м представляет собой структуру с ортогональной сеткой поясов, образующих ячейки размером 3 х 3 м.

По наружному контуру здания, структурное покрытие поддерживают 20 стальных фахверковых колонн высотой 10,5 м с шагом 6 м.

Наружные самонесущие стены монтируются из панелей сандвич 250x1200 мм с использованием вспомогательного каркаса в виде фахверка. Высота до низа стропильных конструкций покрытия составляет 8.4 м. В процессе анализа КЭ-моделей покрытия оказалось целесообразно использовать фахверковые колонны для подержания консольных участков покрытия на вертикальных нагрузках.

Конечно-элементная модель (КЭ-модель) каркаса принята как пространственная шарнирно-стержневая. Стержни структуры соединяют между собой с помощью специальных коннекторов типа «Кисловодск» [2] в качестве которых принят узловой элемент с 8-ми гранями сплошного сечения с резьбовыми отверстиями, в которое ввинчиваются вращающиеся на концах стержней болты.

При этом колонны и ванты закреплены к структуре по шарнирной схеме, колонны к фундаментам - жестко.

Сбор нагрузок осуществляется согласно СП 20.13330.2016 [1].
Собственный вес конструкции
; Вес покрытия ; Снеговая нагрузка .

Значение ветровой нагрузки вычисляется в зависимости от расположения элемента (см таблицы 1, 2,3, рисунок 1)

Таблица 1. – Значения пульсационной составляющей ветровой нагрузки

Высота

Зона D

Зона Е,C

Зона А

Зона В

(м)

(кН/м2)

(кН/м2)

(кН/м2)

(кН/м2)

0

0,093

-0,059

-0,116

-0,093

5

0,093

-0,059

-0,116

-0,093

8

0,10

-0,063

-0,126

-0,10

10,5

0,11

-0,066

-0,132

-0,11

 

Таблица 2 – Значения расчетной ветровой нагрузки на крайние колонны при грузовой площади В = 0,5х6 = 3,0 м

Высота(м)

0

5

8

10,5

Наветренная сторона Зона D(кН/м)

0,78

0,78

0,88

0,97

Подветреннаясторона Зона Е(кН/м)

0,49

0,49

0,55

0,60

Боковые стороны Зона А(кН/м)

0,97

0,97

1,1

1,19

Боковые стороны Зона С(кН/м)

0,49

0,49

0,55

0,60

Таблица 3 – Значения расчетной ветровой нагрузки на средние колонны при грузовой площади В = 6 м

Высота(м)

0

5

8

10,5

Наветренная сторона Зона D(кН/м)

1,55

1,55

1,76

1,94

Подветреннаясторона Зона Е(кН/м)

0,98

0,98

1,1

1,19

Боковые стороны 1,25А+4,75В (кН/м)

1,64

1,64

1,92

2,03

Боковые стороны Зона С(кН/м)

1,55

1,55

1,84

1,94

Боковые стороны 1,25С+4,75В (кН/м)

1,44

1,44

1,69

1,78

Рисунок 1. – Грузовые площади для ветровой нагрузки

 

При расчёте строительных конструкций должно быть выполнено условие согласно [1]:

f£fu,                                                               (6.1)

где: f - прогиб (выгиб) и перемещение элемента конструкции (или конструкции в целом), определяемые с учетом факторов, влияющих на их значения, максимальные фактические перемещения получены в ППП «SCADOffice» и представлены на рисунке 2.

fu - предельный прогиб (выгиб) или перемещение, устанавливаемые настоящими нормами,  в соответствии с приложением Г [1], согласно п.2 таблицы Г.1 при пролёте покрытия 30 м максимальный прогиб будет составлять:

l/250=12000/250=48 мм.

Перемещения покрытия  получены от расчетных значений нагрузок.

Рисунок  2 – Значения перемещений (мм) от расчетных нагрузок

 

Значения перемещений от расчетных нагрузок не превышают предельного значения 100 мм, следовательно, перемещения от нормативных нагрузок также не превышают предельного значения, а принятые сечения элементов удовлетворяют условиям второго предельного состояния.

На основании полученных решений и расчета конструкций, видно, что результаты удовлетворяют требованиям и нормам по предельным прогибам.

Литература.

1. Свод правил СП 16.13330-2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*.-М.: 2017, 178с;

2. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. М.: Минрегион России, 2011;

3. Пространственные решетчатые конструкции из труб типа "Кисловодск". Рабочие чертежи

4. В.И.Трофимов, А.М. Каминский - Легкие металлические конструкции зданий и сооружений. Учебное пособие. -М.: Изд-во АСВ, 2002. - 576с;

5. Кутухтин Е.Г и др. К 95 Легкие металлические конструкции одноэтажных производственных зданий / Е.Г Кутухтин, В.М. Спиридонов, Ю.Н Хомец. -2е изд., перераб. и доп.- Стройздат, 1988. – 263 с.: ил. – (Справочник проектировщика);

6. Рекомендации по проектированию структурных конструкций/ Центр. н.-и инт. Им. В.А. Кучеренко. -М.: Стройздат, 1984. -303с; 

7. Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы Л.В.Енджиевский, В.Д. Наделяев