Контактный телефон:
+7 (499) 706-88-10
Электронная почта:
Адрес офиса в Москве:
125040, Москва, ул. 3-я Ямского Поля, д.18, офис 810
Наш канал YouTube
Новости
Выполненные работы от "А"бхазии до "Я"кутии
Москва. Жилой дом "ПИК"
Расположение объекта: Москва
Дата выполнения: 2017

«Уточненные расчетные исследования статического и динамического НДС, прочности и устойчивости несущих конструкций 25-этажной блок-секции крупнопанельного жилого дома серии… и конструктивных узлов при основных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий»

Введение

Научно-технический отчет содержит основные результаты НИР по теме «Уточненные расчетные исследования статического и динамического напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости несущих конструкций 25-этажной блок-секции крупнопанельного жилого дома ПИК 2.0 и конструктивных узлов при основных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий».

В соответствии с техническим заданием, календарным планом и рабочими соглашениями в отчете представлены:

краткое описание несущих железобетонных конструкций 25-этажной блок секции крупнопанельного жилого дома, нагрузок (расчётных и нормативных) и их сочетаний, постановка задач расчетных исследований;

– описание численных методик, алгоритмов и реализующего программного комплекса (ANSYS), расчета статического и динамического напряженно-деформированного состояния;

– разработанные и верифицированные подробные пространственные оболочечно-стержневые конечноэлементные модели верифицированном программном комплексе ANSYS Mechanical) комбинированной системы «свайное основание — железобетонные конструкции здания», а также трехмерная упругопластическая модель конструктивного узла 1/2Н2 (также в ANSYS Mechanical), адекватно отражающие их геометрико-жесткостные, инерционные и нагрузочные характеристики и результирующее напряженно-деформированное состояние;

– результирующие параметры напряженно-деформированного состояния (перемещения системы, усилия и напряжения), прочности, устойчивости и динамики несущих конструкций при нормативно регламентированных основных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий.

 

 В рамках проведенной работы были поставлены и успешно решены следующие задачи:

– анализ и обобщение исходной проектной документации, включая результаты расчетов, постановка задач расчетных исследований;

– разработка и верификация адекватных пространственных КЭ-моделей блок-секции с учетом особенностей конструктивных решений швов и монтажных связей;

– выполнение расчетных исследований НДС, прочности, устойчивости и динамики пространственной системы несущих железобетонных конструкций блок-секции и конструктивного узла при нормативно регламентированных основных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий;

– определение параметров напряженно-деформированного состояния (перемещения, усилия), динамических характеристик (значимых собственных частот и форм колебаний) здания, расчетной оценки несущей способности наиболее нагруженных стальных связей (узлов) стеновых панелей.

– сравнительный анализ с результатами альтернативных расчетов, заключение об устойчивости здания в целом.

Программное обеспечение расчетов

 Определение напряженно-деформированного состояния, динамических характеристик и устойчивости несущих конструкций блок-секции выполнены по верифицированному лицензионному программному комплексу ANSYS Mechanical, реализующему развитые схемы методов конечных элементов и суперэлементов для статических и динамических расчетов пространственных комбинированных систем. ANSYS Mechanical поддерживает все необходимые типы расчетного анализа НДС, динамики, прочности и устойчивости зданий и сооружений.

 Расчетная КЭ-модель блок-секции

В программном комплексе ANSYS Mechanical была построена и верифицирована пространственная оболочечно-стержневая конечноэлементная модель системы «свайное основание – железобетонные конструкции здания» (рис. 1)

 

Размерность и типы используемых элементов построенных КЭ-моделей приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры расчетной КЭ-модели несущих конструкций здания

 

КЭ-модель

Узлов

КЭ

Типы КЭ

«свайное основание – железобетонные конструкции — стальные связи» дома

284 294

268 373

SHELL181

BEAM188

COMBIN14

Расчетная трехмерная нелинейная КЭ-модель узла 1/2Н2 

 В программном комплексе ANSYS Mechanical была разработана трехмерная КЭ-модель узла 1/2Н2 (соединение стеновых панелей) Геометрическая и КЭ модели узла показаны на рис.3.

Для учета физически нелинейной работы сварного соединения, учитывая свойства материалов узла, строились диаграммы истинных напряжений с использованием модели материала с опцией мультилинейного изотропного упрочнения (Multilinear Isotropic Hardening, MISO), которая использует критерий пластичности фон Мизеса совместно с предположением об изотропном деформационном упрочнении. Железобетон моделировался упругим материалом.

 

Результаты расчётных исследований НДС несущих конструкций блок-секции

 Результаты расчетных исследований трехмерного упругопластического НДС узла 1/2Н2 (соединение стеновых панелей)

 

Выводы
При анализе напряженно-деформированного состояния и прочности верхнего узла ферм покрытия на заданное заказчиком сочетание нагрузок (перемещений торцев) проводился расчет в трехмерной физически и геометрически нелинейной конечноэлементной постановке по программному комплексу ANSYS с учетом пластического деформирования отдельных конструктивных элементов. 
Пластические деформации начинают возникать при 75% нагрузки на внутренней стороне в верхней центральной зоне узла. 
Максимальное значение пластической деформации при полной нагрузке составило 0.63% для загружения 1 и 1,03% для загружения 31, что значительно меньше предельных деформаций для строительных сталей  (для большинства марок составляют 15-20%). Зона пластичности при этом нигде не развивается на всю толщину. Пластика образуется на внутренней стороне в центральной части узла и на внешних сторонах в примыкающих трубах.
В соответствии с расчетом несущая способность конструкции узла покрытия обеспечивается. Для дополнительной оценки запаса выполнен расчет вплоть до исчерпания несущей способности путем пропорционального увеличения заданных перемещений сверх расчетных значений. Разрушающие пластические деформации в отдельных зонах возникают более чем при 200%-й нагрузке от расчетной, и даже при этой величине не распространяются на всю толщину труб.

Выводы

В результате выполненных разработок и расчетных исследований статического и динамического напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости несущих конструкций 25-этажной блок-секции крупнопанельного жилого дома ПИК2.0 и конструктивных узлов при основных и особых сочетаниях нагрузок и воздействий можно сформулировать нижеследующие выводы:

1 Разработана и верифицирована пространственная оболочечно-стержневая конечноэлементная модель комбинированной системы «свайное основание – железобетонные конструкции здания» с учетом платформенных стыков и стальных связей стеновых панелей, адекватно отражающие их геометрико-жесткостные, инерционные и нагрузочные характеристики и результирующее напряженно-деформированное состояние, параметры прочности и устойчивости. Разработана трехмерная упругопластическая КЭ-модель и выполнен расчет в физически нелинейной постановке узла 1/2Н2 (соединение стеновых панелей).

2 По разработанной КЭ-модели в верифицированном ПК ANSYS Mechanical определены параметры напряженно-деформированного состояния несущих конструкций (перемещения, усилия, напряжения) при расчетных сочетаниях нагрузок и воздействий, вычислены динамические характеристики (собственные частоты и формы колебаний), критические нагрузки и формы потери устойчивости.

3 Для трехмерной КЭ-модели узла 1/2Н2 (соединение стеновых панелей) выполнены расчетные исследования по определению значения предельной (разрушающей) продольной силы в нелинейной постановке.

4 Анализ результатов расчетных исследований показал в целом достоверную картину распределения параметров НДС в несущих ж/б конструкциях крупнопанельного жилого дома. Разработанные модели и полученные результаты будут положены в основу последующих этапов данной НИР.

 

О компании
Программные комплексы
Расчетные исследования
Наука и образование
Загрузки
"Из жизни насекомых"
Контакты
© 1991-2018 НИЦ СТАДИО. Копирование материалов допускается с разрешения правообладателей сайта. Наш интернет-ресурс, носит исключительно информационный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ. Для получения точной информации о программных продуктов обращайтесь к консультантам и менеджерам нашей компании. HostCMS.
Яндекс.Метрика