Прочностной расчет металлоконструкций

Металлические конструкции широко применяются при строительстве быстровозводимых зданий, промышленных сооружений, других объектов. Их преимущество состоит в высокой прочности и несущей способности при малой материалоемкости, высокой скорости возведения. При этом характеристики таких сооружений зависят от того, насколько правильно они были рассчитаны при проектировании. Компания «ИнформКАД» в Москве проводит прочностной расчет металлоконструкций любого типа и уровня сложности. Квалифицированные инженеры-конструкторы нашей компании с помощью профильного программного обеспечения рассчитают все элементы с учетом полного комплекса действующих нагрузок.

Когда проводится прочностной расчет металлических конструкций

Основная цель проведения прочностного расчета металлоконструкций состоит в определении уровня его безопасности. Рассчитываемые прочностные параметры всех несущих элементов позволяют оценить устойчивость и надежность сооружения.

Расчет обязательно проводится во время проектирования металлических конструкций. Он позволяет определить и обосновать принимаемые конструктивные, инженерные, технические, архитектурные решения. Точность вычисления итоговых параметров позволяет разработать проект надежного, устойчивого сооружения, отвечающего всем действующим нормам безопасности, с учетом эксплуатационных нагрузок. Допущенные же неточности и ошибки создают значительный риск деформации и обрушения металлокаркаса из-за его недостаточной несущей способности.

Помимо этапа проектирования нового сооружения проведение прочностного расчета для уже эксплуатируемых объектов может предусматриваться для решения следующих задач:

• контроль фактического состояния строения, степени износа его конструктивных элементов при подготовке к капитальному ремонту для оценки его необходимости или возможности проведения;
• подготовка к реконструкции здания из металлоконструкций — оценка состояния объекта, возможности выполнения запланированных работ;
• планирование работ по укреплению несущих элементов, усилению металлокаркаса — расчетные значения необходимы для подбора технических решений, обеспечивающих необходимое восстановление несущей способности;
• определение состояния объекта после аварийных ситуаций, например, после произошедшего пожара или механического повреждения конструктивных элементов.

Выполнение расчета для эксплуатируемых объектов — необходимая мера для определения прочностных параметров металлоконструкций для оценки их фактического состояния. Это позволяет определить необходимости и возможность выполнения соответствующих работ.

Сертификаты

Этапы прочностного расчета металлоконструкций

Выполнение прочностного расчета металлоконструкций при проектировании проводится в таком порядке:

• Сбор исходных данных для проведения расчета. Определяются условия эксплуатации объекта, геологические условия, действующие или ожидаемые ветровые, снеговые нагрузки. В сейсмоопасных районах собираются данные по сейсмической нагрузке.
• Разработка расчетной модели. Определяется конструктивная схема каркаса (связевая, рамная, рамно-связевая), задаются шарнирные и жесткие узлы, эксцентриситеты.
• Сбор действующих на каркас нагрузок. В том числе собирают такие виды нагрузок: вертикальные (от собственного веса, снеговые), горизонтальные (ветровые, от перемещения и торможения крана), динамические, комбинированные нагрузки от работы кранов, сейсмические нагрузки.
• Построение расчетной схемы металлической конструкции при помощи специализированного программного обеспечения.
• Проведение предварительного прочностного расчета. Выполняется для подбора размеров сечения опорных элементов, связей и других компонентов металлического каркаса.
• Выполнение итогового расчета металлокаркаса. Предусматривает вычисление коэффициентов запаса прочности отдельных элементов и всей конструкции. Также рассчитываются прочностные параметры узлов каркаса, допустимые значения перемещений, другие характеристики.
• Проведение уточняющего расчета узлов металлоконструкции на комбинированные усилия. В том числе рассчитывается стыки компонентов ферм, базы колонн, зоны стыка балок, болтовые и сварные соединения.
• Определение характеристик и анализ других частей металлического каркаса, которые не включены в расчетную модель. В том числе на этом этапе рассчитываются фахверковые колонны, прогоны, ветровые ригели. Также к этой категории относятся лестничные конструкции.
• Проверочный расчет на прочность связей и соединений конструктивных элементов.
• Подготовка отчетной документации.

Помимо металлокаркаса, отдельно проводятся расчеты балок перекрытий, стропильных ферм, подкрановых балок (если они предусматриваются в проекте).

Для балок перекрытий определяется прочность, прогиб, проверяются узлы опирания.

Расчет стропильных ферм предусматривает уточнение расчетной схемы для оценки работы связей. Далее вычисляются усилия в элементах конструкции, узловых усилий, проводится проверка прогиба. Также рассчитываются зоны примыкания, узлы соединения.

Сложнее всего выполняется расчет подкрановых балок. Он зависит от особенностей конструкции крана. Также имеет значение режим его работ. Например, если предусматривается работа крана в 3 смены, обязательно должно быть учтено усталостное разрушение металла. Для балок 1 класса обязательно предусматривается проверка степени устойчивости верхнего пояса сечения.

По итогам расчетов заказчику передается пакет отчетной документации. Этот комплект включает текстовую часть, расчетные схемы, таблицы, диаграммы. Полученные данные используются для проведения экспертизы, для подбора и обоснования проектных решений, для оценки состояния эксплуатируемых конструкций, для обоснования проведения работ в рамках капитального ремонта или реконструкции.