Pidgurskyi, M.

Stasyuk, I.

Підгурський, Микола Іванович

Стасюк, І.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали XVIII наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя, 2014 116 УДК 624.014.074 М. Підгурський, докт. техн. наук, професор, І. Стасюк, магістр  Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя  ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ ВЕЛИКОПРОЛЬОТНИХ АРКОВИХ ФЕРМ  M. Pidgurskyi, I. Stasyuk  PECULIARITIES OF LARGE-SPAN ARCH TRUSSES ASSESSMENT   Сучасні великопрольотні покриття застосовують в будинках громадського, адміністративного, спеціального та виробничого призначення (театри, концертні та спортивні зали, криті стадіони, виставкові павільйони, ринки, вокзали тощо). Ширина прольоту цих будівель досягає 50…100 м, а в окремих випадках може перевищувати 200 м.  Залежно від призначення великопрольотних будівель застосовують різні системи конструктивних рішень. За конструктивними ознаками покрівлі великих прольотів поділяють на системи з жорсткими несучими елементами (це балкові, рамні, аркові та просторові типи структур і перехресних ферм), одностінчасті оболонки, ребристі куполи, вантові системи.  Аркові покриття застосовують для великих прольотів (60-80 м). Основною їх перевагою є мала маса конструкції. Це пояснюється тим, що арки є розпірною системою і переріз працює переважно на стиск та незначний за величиною згинальний момент. Проте аркова конструкція більш деформівна порівняно з рамою, оскільки погонна жорсткість арки є меншою від погонної жорсткості ригеля рами. Основним навантаженням великопрольотних будівель споруд є власна вага, тому головною умовою проектування є зменшення власної маси конструкцій покриття.  При проектуванні унікальних великопрольотних споруд необхідно максимально використати сучасні досягнення нових типів конструкцій, матеріалів, методів будівництва. У таких конструкціях доцільно застосовувати сталі підвищеної міцності, алюмінієві сплави, попередньо напружені несучі конструкції. Також необхідно застосовувати сучасні методи розрахунків. Зокрема, великопрольотні споруди необхідно розглядати як єдину просторову систему, включаючи фундаменти, каркас, покриття з врахуванням поздовжніх, згинальних і крутильних жорсткостей основних, а в ряді випадків і другорядних елементів: проектних в’язей, вузлових ексцентриситетів. Розрахунки конструкцій проводять на статичні і динамічні навантаження для процесів виготовлення, транспортування, спорудження і експлуатації. Для успішного вирішення таких складних задач, які дозволяють враховувати як різні види навантаження, так і конструктивні особливості системи (геометрію поверхні, змінні товщини, властивості матеріалів, локальну зміну жорсткості) застосовують чисельні методи. При цьому у більшості випадків застосовуються апробовані стандартні обчислювальні комплекси, до яких, зокрема, належить SCAD та ЛИРА. Для підвищення надійності результатів, розрахунки рекомендується проводити із застосуванням різних програм зі співставленням і аналізом отриманих результатів [1]. Розрахунок арочної ферми проводився паралельно в програмних комплексах SCAD 11.5 та ЛИРА 9.6. Такий тип ферми відсутній в операції «генерація прототипу ферм» наведених програм, тому ескіз ферми виконувався з допомогою  системи автоматизованого проектування AutoCAD 2013 і імпортувався в розрахункові програми. Задавалася жорсткість стержневих елементів, а саме труба сталева безшовна гарячекатана діаметром 219 мм і товщиною стінки 8мм із звичайної сталі з параметрами: модуль пружності - 2.0601e+008 кН/м2 ; питома вага - 77.0 кН/м3 ; коефіцієнт Пуассона – 0.3. Також задавалося попередньо розраховане вручну Матеріали XVIII наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя, 2014 117 навантаження, що діє на ферму, відповідно до вихідних даних: постійне – 28.62 кН/м; снігове – 44.76кН/м (V сніговий район). Розрахункова схема та результати розрахунку представлені на рис.1, а також у табл.1     а)     б)     в)   Рисунок 1.Результати розрахунку арочної ферми: а – розрахункова схема, б, в – значення нормальної сили N в елементах ферми в SCAD (б) та ЛИРА (в).  Таблиця 1. Порівняльні результати розрахункових зусиль в елементах арочної ферми Співставлення результатів свідчить, що розбіжність розрахункових зусиль отриманих з використанням спеціалізованих прикладних програм ЛИРА 9,6 та SCAD11.5 не перевищує 4%. На основі отриманих зусиль здійснюється підбір поперечних перерізів ферми.  Перелік посилань. Єремєєв, П. Особливості проектування унікальних великопрольотних будівель і споруд [Текст] / П. Єремєєв // Сучасне промислове та цивільне будівництво –  2006. - Т.1 - №1. – С. 5-15.   ЛИРА 9.6 SCAD 11.5 № элем N (кН) My (кН·м) Qz (кН) № елем N (кН) My (кН·м) Qz (кН) 12 -1039,714 10,292 5,601 12 -1039.16             10.6526            5.79448 24 6,423 -11,871 4,200 24 6.62672             -12.2852           4.34117 26 -1361,462 -12,163 -4,697 26 -1360.97 -12.5904 -4.85835 38 -237,643 10,288 -5,597 38 -237.582 10.6481          -5.79072 50 -74,612 -13,025 6,159 50 -74.6756 -13.4941 6.38893 94 116,710 7,985 -5,591 94 115.946             8.27093          -5.79232               95 -223,258 -7,119 2,254 95 -224.019           -7.37558            2.33349              

Peculiarities of large-span arch trusses assessment

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/123456789/7443/2/ConfTNTU_2014_Pidgurskyi_M-Peculiarities_of_large_116-117.pdf

Peculiarities of large-span arch trusses assessment

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University