«Уточненные расчетные исследования ветровых и снеговых нагрузок, напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости несущих железобетонных и металлических конструкций проектируемого футбольного стадиона (г. Санкт-Петербург, Крестовский остров) при нормативно регламентированных сочетаниях нагрузок и воздействий».
Заключение
В результате выполненных разработок и расчетных исследований напряженно-деформированного состояния, устойчивости и динамики железобетонных и металлических конструкций проектируемого футбольного стадиона (г. Санкт-Петербург, Крестовский остров, Южная дорога, 25) 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 «свайное основание – ж/б конструкции стилобата и трибун – металлоконструкции покрытия» и ряда важных 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) и дана оценка прочности 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. В частности, выявлено
– слабое влияние податливости опорной подсистемы «свайное основание – ж/б конструкции стилобата и чаши» на статическое состояние, динамику и устойчивость подсистемы «металлоконструкции крыши», позволяющее исследовать последнюю в рамках сепаратной подмодели;
– отсутствие значимых эффектов геометрической нелинейности в деформировании металлоконструкций покрытия;
4 Выполненными расчетными исследованиями установлено, что при соблюдении принятых параметров проекта (геометрия, свойства материалов и соединений, величины и сочетания нагрузок и воздействий, реализация подтвержденных расчетами мероприятий по усилению и/или изменению условий опирания конструкций ростверка, стилобата, моста, чаши и покрытия):
1) состояние железобетонных конструкций удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) и зыбкости трибун;
2) состояние несущих металлических конструкций крыши (стационарной и раздвижной), включая сложное пространственно-оболочечное состояние нагруженных узлов, удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) при рассмотренных основных сочетаниях нагрузок и воздействий;
3) устойчивость несущей системы стационарной крыши против прогрессирующего обрушения обоснована выполненными расчетами в нелинейной постановке для 3-х рассмотренных сценариев инициирующего локального разрушения.
5 Сравнительный анализ результатов расчетных исследования напряженно-деформированного состояния, устойчивости и динамических характеристик/реакций несущих конструкций стадиона, полученных по альтернативным конечноэлементным моделям и программным комплексам (ANSYS – в настоящем отчете, Лира – в отчете ООО «Инфорспроект» по конструкциям чаши трибун, MIDAS/Civil – в отчете ЗАО «Гипростроймост – С-Петербург» по металлоконструкциям стационарной крыши, RSTAB фирмы Dlubal – в отчете немецкой фирмы Vector Foiltec по металлоконструкциям раздвижной крыши), позволяет сделать вывод о достоверности критериальных параметров, определяющих прочность, динамику и устойчивость железобетонных и металлических конструкций.
Заключение
В результате выполненных разработок и расчетных исследований напряженно-деформированного состояния, устойчивости и динамики железобетонных и металлических конструкций проектируемого футбольного стадиона (г. Санкт-Петербург, Крестовский остров, Южная дорога, 25) 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 «свайное основание – ж/б конструкции стилобата и трибун – металлоконструкции покрытия» и ряда важных 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) и дана оценка прочности 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. В частности, выявлено– слабое влияние податливости опорной подсистемы «свайное основание – ж/б конструкции стилобата и чаши» на статическое состояние, динамику и устойчивость подсистемы «металлоконструкции крыши», позволяющее исследовать последнюю в рамках сепаратной подмодели;– отсутствие значимых эффектов геометрической нелинейности в деформировании металлоконструкций покрытия;
4 Выполненными расчетными исследованиями установлено, что при соблюдении принятых параметров проекта (геометрия, свойства материалов и соединений, величины и сочетания нагрузок и воздействий, реализация подтвержденных расчетами мероприятий по усилению и/или изменению условий опирания конструкций ростверка, стилобата, моста, чаши и покрытия):
1) состояние железобетонных конструкций удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) и зыбкости трибун;
2) состояние несущих металлических конструкций крыши (стационарной и раздвижной), включая сложное пространственно-оболочечное состояние нагруженных узлов, удовлетворяет нормативным критериям несущей способности (деформативности, прочности и устойчивости) при рассмотренных основных сочетаниях нагрузок и воздействий;
3) устойчивость несущей системы стационарной крыши против прогрессирующего обрушения обоснована выполненными расчетами в нелинейной постановке для 3-х рассмотренных сценариев инициирующего локального разрушения.
5 Сравнительный анализ результатов расчетных исследования напряженно-деформированного состояния, устойчивости и динамических характеристик/реакций несущих конструкций стадиона, полученных по альтернативным конечноэлементным моделям и программным комплексам (ANSYS – в настоящем отчете, Лира – в отчете ООО «Инфорспроект» по конструкциям чаши трибун, MIDAS/Civil – в отчете ЗАО «Гипростроймост – С-Петербург» по металлоконструкциям стационарной крыши, RSTAB фирмы Dlubal – в отчете немецкой фирмы Vector Foiltec по металлоконструкциям раздвижной крыши), позволяет сделать вывод о достоверности критериальных параметров, определяющих прочность, динамику и устойчивость железобетонных и металлических конструкций.
