#Проектирование #BIM #Инженерия #наука
Эта статья о сравнении результатов расчёта основных несущих конструкций одноэтажного промышленного здания с мостовым краном в плоской и пространственной задачах.
- Общие сведения
- Сравнение деформаций схемы
- Выводы
Общие сведения
Для начала стоит сказать, что пространственная модель включает в себя набор поперечных рам, вертикальные связи между колоннами в подкрановой и надкрановой частях, тормозные конструкции, подкрановые балки, систему горизонтальных и вертикальных связей покрытия.
Поперечная рама смоделирована в упрощённом варианте – в стыке верхней и нижней частей колонны отсутствует эксцентриситет. Такое решение целесообразно для обеспечения корректных деформаций всей схемы под нагрузками, направленными вдоль цеха.
Сравнение деформаций схемы
Сравнивать деформации будем от трёх видов загружений: постоянная нагрузка (сравниваем прогиб фермы), ветровая нагрузка (сравниваем отклонение колонн по горизонтали), торможение крана (также сравниваем отклонение колонн).
Сравнение деформаций от собственного веса
Как видно из мозаики перемещений – прогибы фермы примерно одинаковы в первом и втором случае.
Сравнение деформаций от ветровой нагрузки
Как видно из мозаики перемещений – отклонения верха колонн в пространственной схеме почти такие же, как в плоской, но немного меньше.
Сравнение деформаций от торможения крана
Как видно из мозаики перемещений – отклонения верха колонн в пространственной схеме значительно меньше, чем в плоской. Это обеспечено работой системы связей в покрытии. Покрытие выполняет функцию горизонтальной диафрагмы, и распределяет горизонтальные нагрузки между вертикальными элементами.
В пространственной модели, также следует приложить нагрузку от торможения крана в торце здания, причём как поперёк так и вдоль цеха - это вызовет дополнительные усилия в элементах каркаса, которые нельзя получить, при расчёте плоской рамы.
При торможении крана вдоль цеха, в работу включаются вертикальные связи между колоннами, которые удерживают поперечные рамы от опрокидывания. Даже, если крепление колонн к фундаменту из плоскости рамы выполнено жёстким (в данном примере в направлении глобальной оси Y), то в конструкции здания всё равно необходимо предусмотреть вертикальную связь.
Вывод: система горизонтальных связей в покрытии обеспечивает пространственную работу каркаса и тем самым уменьшает деформацию отдельной поперечной рамы.
