Нижний Новогород, Строительство стадиона на 45 000 зрителей для проведения игр Чемпионата мира по футболу 2018 года
Руководитель работы докт. техн. наук, проф. А.М. Белостоцкий
Исполнители Д.С. Дмитриев, А.И. Нагибович, К.И. Островский, В.С. Гудошников, Ю.Н. Дядченко, Коновицкая Л.В., Петрова О.А.
Использовано ПО:
ПК ANSYS Mechanical
Расположение объекта:
г. Нижний Новгород
Дата выполнения:
2016
Расчетные исследования НДС, прочности и устойчивости оптимизированного проекта несущих конструкций при нормативно регламентированных сочетаниях нагрузок и воздействий по откорректированной проектной документации Объекта – «Строительство стадиона на 45000 зрительских мест, г. Нижний Новгород, в квартале ул. Бетанкура, набережная р. Волги, ул. Должанская, ул. Самаркандская»
Заключение
В результате выполненных разработок и расчетных исследований напряженно-деформированного состояния, прочности, устойчивости и динамики железобетонных и металлических конструкций проектируемого футбольного стадиона в г. Нижний Новгород при нормативно регламентированных сочетаниях основных и особых нагрузок и воздействий можно сформулировать нижеследующие выводы и рекомендации.
Разработаны и верифицированы пространственные оболочечно-стержневые конечноэлементные модели комбинированной системы «основание – железобетонные конструкции чаши стадиона – металлические конструкции крыши» и двух основных составляющих подсистем, адекватно отражающие их геометрико-жесткостные, инерционные и нагрузочные характеристики и результирующее напряженно-деформированное состояние, параметры прочности, устойчивости и динамики.
По разработанным КЭ-моделям в верифицированном ПК ANSYS определены параметры напряженно-деформированного состояния несущих конструкций (перемещения, усилия, напряжения) при расчетных сочетаниях нагрузок и воздействий, вычислены динамические характеристики и критические нагрузки/формы потери устойчивости.
Анализ результатов расчетных исследований показал в целом ожидаемую картину распределения параметров НДС в несущих ж/б и металлических конструкциях футбольного стадиона.
Выполненными расчетными исследованиями установлено, что при соблюдении принятых параметров проекта (геометрия, свойства материалов и соединений, величины и сочетания нагрузок и воздействий):
1) состояние железобетонных конструкций удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) и зыбкости трибун;
2) состояние несущих металлических конструкций покрытия удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) при рассмотренных основных сочетаниях нагрузок и воздействий;
3) металлоконструкции покрытия железобетонные конструкции чаши устойчивы к прогрессирующему обрушению.
С учетом уникальности реализуемых конструктивных решений рекомендуется разработать и реализовать программу мониторинга состояния несущих конструкций стадиона для стадий его строительства и эксплуатации, опирающуюся как на результаты выполненных расчетов, так и на специально разрабатываемые адаптивные прогнозные мониторинговые математические модели.
Заключение
В результате выполненных разработок и расчетных исследований напряженно-деформированного состояния, прочности, устойчивости и динамики железобетонных и металлических конструкций проектируемого футбольного стадиона в г. Нижний Новгород при нормативно регламентированных сочетаниях основных и особых нагрузок и воздействий можно сформулировать нижеследующие выводы и рекомендации.
1 Разработаны и верифицированы пространственные оболочечно-стержневые конечноэлементные модели комбинированной системы «основание – железобетонные конструкции чаши стадиона – металлические конструкции крыши» и двух основных составляющих подсистем, адекватно отражающие их геометрико-жесткостные, инерционные и нагрузочные характеристики и результирующее напряженно-деформированное состояние, параметры прочности, устойчивости и динамики.
2 По разработанным КЭ-моделям в верифицированном ПК ANSYS определены параметры напряженно-деформированного состояния несущих конструкций (перемещения, усилия, напряжения) при расчетных сочетаниях нагрузок и воздействий, вычислены динамические характеристики и критические нагрузки/формы потери устойчивости.
3 Анализ результатов расчетных исследований показал в целом ожидаемую картину распределения параметров НДС в несущих ж/б и металлических конструкциях футбольного стадиона.
4 Выполненными расчетными исследованиями установлено, что при соблюдении принятых параметров проекта (геометрия, свойства материалов и соединений, величины и сочетания нагрузок и воздействий):
1) Состояние железобетонных конструкций удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) и зыбкости трибун, а также устойчивы к прогрессирующему обрушению.
2) Максимальные вертикальные перемещения покрытия составил 0.652 м. Согласно п. 15.1.3 [7] прогиб не нормируется для конструкций, исходя из эстетико-психологических критериев, если не ухудшается внешний вид конструкции.
3) Условия прочности и устойчивости отдельных элементов по СП 16.13330.2011 выполняются для всей конструкции покрытия
4) Минимальный коэффициент запаса по общей устойчивости при проведении расчетов с учетом геометрической и физической нелинейностей составил 1.04.
5) Металлоконструкции покрытия устойчивы к прогрессирующему обрушению.
5 Прочность железобетонных конструкций обеспечена по нормативным критериям при уровне армирования плит, стен, колонн и балок не ниже расчетного, приведенного в настоящем отчете.
6 С учетом уникальности реализуемых конструктивных решений рекомендуется разработать и реализовать программу мониторинга состояния несущих конструкций стадиона для стадий его строительства и эксплуатации, опирающуюся как на результаты выполненных расчетов, так и на специально разрабатываемые адаптивные прогнозные мониторинговые математические модели.
