При применении навесного способа в расчетах необходимо учитывать порядок монтажа конструкции. В статье описывается метод моделирования поведения конструкции при монтаже с использованием операция «монтаж» в ПК ЛИРА-САПР.На первом этапе работы определялась форма геодезического купола, частота разбивки, формировалась расчетная схема, выполнялся подбор сечений.
Ключевые слова: сетчатый купол, геодезический купол, монтажные воздействия, методика монтажа, ЛИРА-САПР 2013.
Сетчатые купола получили значительное развитие в практике современного строительства благодаря архитектурной выразительности, большим перекрываемым пролетам, рациональному расходу конструкционного материала. Сетчатые купола не имеют определенной последовательности монтажа. Методы их возведения определяют конструктивные решения, которые, в свою очередь, зависят от принципиальной схемы монтажа. Наиболее рациональной схемой монтажа большепролетных сетчатых куполов является навесная поярусная сборка от фундаментов к вершине без использования каких-либо вспомогательных опор. Но при использовании этого метода происходит деформирование стержней на промежуточных стадиях монтажа, и выполнять купол требуется с учётом строительного подъема.
Для анализа поведения купола при монтаже был сформирован купол с помощью генератора геодезических куполов программном комплексе ЛИРА-САПР. Диаметр купола составляет 240м, высота купола 60м, частота разбивки 24v. Нагрузка задавалась узловая от собственного веса купола, веса покрытия и обшивки, веса оборудования, ветровая нагрузка, два вида снеговой нагрузки. Расчет ветровой и двух видов снеговой нагрузки производился в программе MS Excel в соответствии с [3] для зданий с купольными круговыми и близкими к ним по очертанию покрытиями.
Рис. 1. Расчетная схема купола
Далее выполнялся подбор и уточнение сечений элементов купола в несколько приближений. Длина элементов купола составляет примерно 6 м. Сечения элементов купола приняты в виде двутавров, раздвинутых на 90см и соединительной решетки.
Рис. 2. Элементов купола
После предварительного расчета и подбора сечений, купол разбивался на несколько зон по высоте для унификации сечений. Было проведено три приближения с корректировкой сечений. Далее производится расчет с учётом геометрической нелинейности, который позволяет комплексно оценить работу конструкции и деформации стержней, проверить подобранные сечения и ещё раз скорректировать их. Полученные сечения представлены на рис. 3.
Рис. 3. Принятые сечения элементов
Для моделирования поведения конструкции при монтаже использовалась операция «монтаж» в ПК ЛИРА-САПР. Она предусматривает монтаж и демонтаж элементов, позволяя моделировать процесс возведения сооружений с учётом изменений условий закрепления конструкций или сопряжения элементов между собой.
В результате расчета и анализа поведения купола установлено, что при монтаже нижних ярусов перемещения узлов вдоль оси Z составляют до 60 мм. При монтаже средних ярусов под действием собственного веса значения перемещений увеличиваются, и узлы начинают перемещаться в сторону центра купола по всем трем направления X, Y, Z. На последних этапах монтажа значения перемещений становятся меньше.
Повышение деформаций на промежуточных стадиях возведения купола навесным способом требует применения узла, удобного для монтажа и выверки, позволяющего контролировать длины стержней и их перемещения при монтаже каждого яруса, а также использование геодезического контроля при монтаже. Кроме этого, узел должен обеспечивать неизменность расчетной схемы в процессе эксплуатации конструкции.
Литература:
- Горев В. В. Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Конструкции зданий: Учебник для строит. вузов М.: Высш. шк., 2002. — 528 с.
- Дыховичный Ю. А. Современные пространственные конструкции (железобетон, металл, дерево, пластмассы): Справочник М.:Высш.шк., 1991. — 609с.
- СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85. М.: ФГУП ЦПП, 2011. 96 с.
