Расчет металлоконструкций
proekt@3d-konstruktiv.com
Проектирование металлических конструкций с применением BIM-технологий значительно упрощает работу как проектировщика, так и заказчика. Возможность детально проработать расположение всех металлических конструкций здания, а также их узлов соединения, дает качественно оценить всю конструкцию в целом, увязать с архитектурой и другими смежными организациями.
Программа Revit имеет большой арсенал готовых библиотек металлопроката согласно ГОСТ. Возможность создания своих библиотек металлических конструкций, их редактирование по основным параметрам, позволяет в дальнейшем экономить время на разработку отдельных элементов.
Не нужно забывать, что с применением BIM-технологий при проектировании металлических конструкций, в финале проектировщик автоматически получает готовую расчетную схему для расчета. Аналитическая 3D-модель экспортируется в расчетную среду в собранном виде. В своей среде программа Revit позволяет задать нагрузки на несущие конструкции, установить связи в узлах, назначить материал несущим конструкциям, а также задать грунтовый массив для дальнейшего расчета, что позволяет сократить время работы в расчетных программах.
Еще одно преимущество перед CAD-системами, это возможность автоматического составления спецификаций всех элементов, ведомости расхода стали и метизов. Часто приходится составлять примерную оценку расхода материалов еще на стадии Эскизного проекта. С помощью BIM- моделирования можно автоматически оценивать расход металла на любом этапе проектирования. В системах CAD, проектировщик вынужден вести подсчет металла математически, что допускает ошибки из-за человеческого фактора и соответственно, отсутствует возможность быстрой оценки расхода стали на весь объект.
Поиск коллизий и пересечений несущих конструкций со смежными проектами является важной составляющей согласования смежных разделов. Эти неприятные моменты могут оцениваться и устраняться силами всех смежных проектных групп сообща. Отпадает возможность работы каждой смежной проектной группы отдельно.
Чтобы произвести расчет металлоконструкций, необходимо правильно выбрать марку стали. При выборе стали следует руководствоваться двумя главными требованиями - обеспечить высокую надежность и экономичность. Так как для конструкций особенно опасны хрупкие и усталостные разрушения, то учитываются факторы им способствующие:
Кроме того, нужно принимать во внимание ответственность здания или сооружения. Класс ответственности регламентируется "Правилами учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций". Далее по таблицам из СНиП выбирают марку стали.
Сбор нагрузок.После определения марок стали для конструктивных элементов - собирают нагрузку, действующую на металлический каркас. На металлическую конструкцию действует несколько групп нагрузок - постоянные; временные длительные; временные кратковременные; особые. Кроме того нужно учитывать монтажные нагрузки.
Нагрузки имеют два значения - нормативные и расчетные. Нормативные - максимальные значения нагрузок, не препятствующие нормальной эксплуатации. Расчетные - максимальные нагрузки, которые могут быть за расчетный период с заранее заданной степенью вероятности.
Расчет металлоконструкции.Далее составляют упрощенную расчетную схему металлоконструкции. В зависимости от опирания конструкции - вводят в расчет различные схемы опирания конструкции. Основные виды опирания: шарнирно-подвижная, шарнирно-неподвижная и жесткая опора. Выбор той или иной схемы опирания зависит от конструктивного решения узла опирания. Конструкцию нагружают различными комбинациями загружения. Установлено два сочетания нагрузок - основное, в которое входят постоянные, длительные временные и кратковременные, и особое, в которое добавляется одно особое воздействие.
Все расчеты делятся на две группы - статические (силовые) и конструктивные. Цель силовых расчетов - определить усилия, действующие в конструкции (системе) и в каждом элементе. Этим занимается строительная механика.
Цель конструктивных расчетов - подтвердить, что при принятых размерах сечений ни одно возможное предельное состояние не наступит. При выполнении расчета прочности металлоконструкций в соответствии с техническими требованиями выполняются три основных проверки - прочности, общей устойчивости, жесткости (гибкости). Кроме этих основных расчетов элементов, осуществляется и другие расчеты металлоконструкций - проверки местной устойчивости, расчеты швов и другие. Все расчеты оформляются в расчетную записку для прохождения экспертизы.
Проектирование металлоконструкций.После нахождения всех сечений металлоконструкций идет разработка проекта КМ. Конструктивные решения узлов соединения металлоконструкций должны полностью соответствовать принятым в расчетной схеме. Существует две стадии разработки чертежей КМ: проект(П) и рабочий проект (РП). В основном разрабатывают сразу рабочий проект. В чертежах КМ отражаются все полученные сечения металлопрофилей с указанием усилий, действующие в данных сечениях. Данные усилия (усилия для крепления) используются для расчета прикрепления болтов или сварки на стадии КМД. Также,в проекте КМ, должны быть отражены усилия действующие на фундаменты для дальнейшей разработки фундаментов (КЖ).
