Расчет зданий
Моделирование
В виду сложности моделирования массивных расчетных схем в ПК ЛИРА-САПР данная модель сооружения была разработана в Tekla Structures и импортирована через приложения Robot Structural в ЛИРА-САПР.
Оценить проект
Задание нагрузок
Изначально в соответствии с заданием на проектированием, а так же действующими нормами СП формируется список необходимых нагрузок. Интерактивные нагрузки (такие как собственный вес), рассчитываются программным комплексом автоматически
Нагрузки, распределенные по площади, (полезные нагрузки, вес настила и тд) формируются умножением переданной единичной нагрузки на необходимые коэффициенты перехода к расчетным нагрузкам.
Затем формируется ветровое воздействие на колонны сооружения. Численные значения усилий в разных зонах, в зависимости от высоты, грузовой площади и типа местности расчитываются согласно СП 20.13330.2011. Для ускорения расчета нагрузок возможно использование таких программных комплексов, как MathCAD. На этом шаге важно не ошибиться с шагом колонн для перехода к распределенным нагрузкам по стержням.
Ветер рассчитывается с учетом обдува с 2х или 4х сторон (в зависимости от здания). Далее необходимо учесть пульсационную составляющую ветровой нагрузки. Способ расчета пульсационной составляющей (статический или динамический) зависит от собственной частоты колебаний здания.
Расчет сейсмики
Расчет необходим в случае строительства в сейсмически опасной зоне (от 7 балов и выше по шкале Рихтера. Расчет ведется на расчетное и контрольное землетрясение. Расчет на контрольное землетрясение необходим в случае, если здание указано в позициях 1 и 2 таблицы 4.2 СП 14.13330.2018.
Для контрольного землетрясения в расчетный комплекс вносятся данные синтезированных акселерограмм для выбранной площадки строительства. Как правило, расчет сейсмических воздействий вынуждает внести изменения в конструкцию зданий.
Для решения задач удовлетворения конструкций условиям 1 и 2 групп ПС возможно потребуется сделать здание более симметричным, более равномерно распределить нагрузки по зданию. Так же возможно поможет использование антисейсмических швов или опор.
Расчет совместно с грунтами
На основании представленной геологии (номера скважин, их координаты, физико-химический состав грунтов) составляется трехмерная модель грунта в ЛИРА.
Благодаря использованию трехмерной модели возможно более точный расчет работы сооружения совместно с грунтами. Так же использование модели грунта позволяет быстро и корректно пересчитывать несущую способность свай.
Выполняется несколько итераций, после каждой из которых вносятся корректировки в расположение/габариты фундаментов, свай.
Анализ 1-2 предельного состояния
Анализ предполагает оценку работы конструкции по первому и второму предельному стоянию. Определяется процент использования сечений. Выполняется анализ работы конструктивной схемы, определяются требуемые сечения и проверяются прогибы на допустимость их величин.
После каждого этапа возможны изменения конструктивной системы (расположение балок, колонн, связей), изменение материала элемента конструкций.
На данном этапе происходит анализ получившейся конструктивной схемы и подбор сечений. Оценивается несущая способность сечений и допустимые прогибы для нормальной эксплуатации строения.
На данном этапе инженер может проанализировать формы колебаний конструкций и внести предварительные изменения в расчетную модель таким образом, чтобы сумма эффективных модальных масс, учтенных в расчете, составляла не менее 90% общей массы системы.
Прогрессирующее обрушение (Нелинейный расчет)
Расчет прогрессирующего обрушения необходим для зданий с повышенным уровнем ответственности. Расчет имитирует выключение из расчета основного несущего элемента конструкции, при этом здание не должно обрушиться.
На данной стадии проекта в жесткостях элементов учитываются нелинейные свойства материалов, путем последовательной нагрузки схемы и исключения элемента из работы.
Расчет должен показать, что схема выдерживает изменение геометрии. В ином случае требуется изменение конструктивной схемы, увеличение сечений.
На основании всех имеющихся расчетных схем, окончательной конструктивной схемы составляется расчетная пояснительная записка.
Примеры расчета металлических конструкций в ЛИРА-САПР совместно с Tekla Structures
