Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD

«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office» КОМЕТА 11. 3 Расчет и проектирование узлов стальных конструкций 1. Расчетные модели узлов баз колонн 2. Расчетные модели фланцевых соединений в монтажных стыках балок и в узлах жесткого сопряжениях ригелей с колоннами 3. Реализация EN 1993 -1 -8 Юрченко В. В. , к. т. н. Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009

КОМЕТА 11. 3 Расчет узлов металлических конструкций Главное окно программы n Задача – получение проектного решения узла, параметры которого удовлетворяют всем нормативным требованиям n Результаты – чертеж узла и данные о несущей способности его отдельных элементов (деталей конструкции, сварных и болтовых соединений, и т. д. ) Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 2

КОМЕТА 11. 3 Жесткие базы колонн Исходные данные и номенклатура прототипов Базы с траверсами и консольными ребрами Общий случай нагружения Базы без траверс Базы с выносными траверсами Несколько расчетных комбинаций загружения Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 3

КОМЕТА 11. 3 Шарнирные базы колонн Исходные данные и номенклатура прототипов Две компоненты поперечного усилия 1. Базы без траверс 2. Базы с траверсами и консольными ребрами Несколько расчетных комбинаций загружения Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 4

КОМЕТА 11. 3 Программная реализация узлов баз колонн Расчетные модели и этапы поискового алгоритма 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Определение начального проектного решения Определение напряжений в бетоне фундамента Вычисление генеральных размеров опорной плиты Подбор диаметра анкерных болтов Подбор толщины опорной плиты на базе решения задачи об изгибе пластины Подбор катетов швов в сварных соединениях базы Уточнение размеров сечений траверс, анкерных пластинок и консольных ребер Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 5

КОМЕТА 11. 3 Стыки балок Исходные данные и номенклатура прототипов Общий случай загружения Фланцевые соединения балок Несколько расчетных комбинаций загружения Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 6

КОМЕТА 11. 3 Сопряжение ригеля с колонной Исходные данные и номенклатура прототипов Общий случай загружения Фланцевые соединения ригелей с колоннами Несколько расчетных комбинаций загружения Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 7

Фланцевые соединения Примеры практической реализации в поперечных рамах каркасов n n Простота выполнения и контроля соединения; Возможность возведения при любых климатических условиях; Высокая надежность при действии динамических нагрузок; Возможность демонтажа без повреждения несущих элементов. Монтаж стального каркаса крытого стадиона ФК «Динамо» в с. Конче-Заспе Киевской обл. Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 8

Фланцевые соединения Примеры практической реализации в поперечных рамах каркасов n Узлы сопряжения ригеля с колонной n Монтажные стыки ригелей Зазоры между фланцами в монтажных стыках ригелей поперечных рам, обусловленные неточностью изготовления конструкций n Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 9

КОМЕТА 11. 3 Фланцевые соединения Расчетная модель и программная реализация 1) Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций / СО Стальмонтаж, ВНИПИ Промстальконструкция, ЦНИИПСК им. Мельникова. – М. , 1988. Проектирование фланцевых соединений выполняется при обеспечении: n n n Прочности болтов на растяжение и срез; Прочности фланца при изгибе, а также при возможном поверхностном отрыве в околошовной зоне; Прочности угловых швов в сварных соединений между фланцем и сечением несущего элемента. Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 10

КОМЕТА 11. 3 Фланцевые соединения Расчетные модели согласно EN 1993 -1 -8 Виды исчерпания несущей способности: n n n Разрушение болтов; Разрушение болтов с частичным развитием пластических деформаций во фланце; Развитие пластические деформации во фланце. Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 11

КОМЕТА 11. 3 Реализация ЕС 3 (EN 1993 -1 -8) Учет реальной жесткости узлов Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 12

КОМЕТА 11. 3 Реализация ЕС 3 (EN 1993 -1 -8) Европейская категоризация болтовых соединений Критерии обеспечения Категория болтового Примечание соединения несущей способности Соединения, воспринимающие сдвиг А (сминаемый тип) В (сдвигоустойчивый тип при расчете по II группе предельных состояний) С (сдвигоустойчивый тип при расчете по I группе предельных состояний) D E Болты классов прочности от 4. 6 до 10. 9, или высокопрочные без контролируемого усилия натяжения Высокопрочные болты классов 8. 8 и 10. 9 с контролируемым усилием натяжения Соединения, воспринимающие растяжение Болты классов прочности от 4. 6 до 10. 9, или высокопрочные без контролируемого усилия натяжения Высокопрочные болты классов 8. 8 и 10. 9 с контролируемым усилием натяжения Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 13

КОМЕТА 11. 3 Реализация ЕС (EN 1993 -1 -8) Сопоставление требований к размещению отверстий Предельное значение Минимально допустимое расстояние СНи П II 23 -81 Проект ДБН В. 2. 6 EN 1993 -1 -8 1. Между центрами отверстий в направлении: а) вдоль усилия, р1, min: при Ryn < 375 Н/мм 2 2, 5 d 0 2, 2 d 0 > 375 Н/мм 2 2, 5 d 0 3 d 0 2, 2 d 0 при Ryn б) поперек усилия, р2, min: при Ryn < 375 Н/мм 2 2, 5 d 0 2, 4 d 0 > 375 Н/мм 2 2, 5 d 0 3 d 0 2, 4 d 0 при Ryn 2. От центра отверстия до края элемента: а) в направлении вдоль усилия, е 1, min: при Ryn < 375 Н/мм 2 2 d 0 1, 5 d 0 1, 2 d 0 при Ryn > 375 Н/мм 2 2 d 0 2, 5 d 0 1, 2 d 0 б) в направлении поперек усилия, е 2, min: при обрезных кромках 1, 5 d 0 1, 2 d 0 при прокатных кромках 1, 2 d 0 в) во фрикционном соединении при любой кромке и любом направлении усилий, е 1, min, е 2, min 1, 3 d 0 1, 2 d 0 Обозначения, принятые в таблице: d 0 – диаметр отверстия для болта. Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 14

КОМЕТА 11. 3 Реализация ЕС 3 (EN 1993 -1 -8) Сопоставление требований к размещению отверстий Максимально допустимое расстояние Предельное значение СНи. П II-23 -81* Проект ДБН В. 2. 6 Euro. Code 3 EN 1993 -1 -8 1. Между центрами отверстий для болтов, р1, max, р2, max: а) в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии При ЕС регламентирует проверку местной устойчивости 8 d 0 или 12 tmin 14 tmin или 200 мм при растяжении 16 d 0 или 24 tmin 14 tmin или 200 мм при сжатии 12 d 0 или 18 tmin 14 tmin или 200 мм 4 d 0 или 8 tmin 4 tmin + 40 мм б) в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков: 2. От центра отверстия до края элемента: е 1, max, е 2, max 4 d 0 или 8 tmin Обозначения, принятые в таблице: d 0 – диаметр отверстия для болта; tmin – толщина наиболее тонкого внешнего элемента соединения. Примечание: Данные о максимально допустимом расстоянии между центрами отверстий для болтов, а также от центра отверстия до края элемента наведены для конструкций, изготовленных из сталей за EN 10025 за исключением сталей за EN 10025 -5. Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 15

КОМЕТА 11. 3 Реализация ЕС 3 (EN 1993 -1 -8) Учет неравномерности распределения внешних усилий n EN 1993 -1 -8 n СНи. П II-23 -81* n Проект ДБН В. 2. 6 Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 16

КОМЕТА 11. 3 Реализация ЕС 3 (EN 1993 -1 -8) Распределение внешних усилий: сопоставление норм n № 1 2 Упругое распределение усилий Нормативный документ СНи. П II-23 -81* ДБН В. 2. 6 (проект) EC EN 1993 -1 -8 n Пластическое распределение усилий Упругое распределение усилий Пластическое распределение усилий для срезных и фрикционно-срезных болтовых соединений 2. 1) для болтовых соединений категории С (для фрикционных соединений на высокопрочных болтах классов прочности 8. 8 и 10. 9 с контролируемым усилием натяжения, рассчитываемых по первой группе предельных состояний); 2. 2) для болтовых соединений других категорий, в случаях когда расчетное сопротивление болтов на смятие превышает расчетное сопротивление на срез. для фрикционных болтовых соединений для других болтовых соединений, которые не удовлетворяют условия, описанные в пп. 2. 1 и 2. 2 Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 17

«Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office» Расчетные модели узлов стальных конструкций и их реализация в программе КОМЕТА Спасибо за внимание Юрченко В. В. , к. т. н. кафедра металлических и деревянных конструкций Киевский национальный университет строительства и архитектуры E-mail: vitalinay@rambler. ru Киев, НИИСК, 5 -8 октября, 2009 18