Ключевые слова : монтаж, проектирование, поэтапное строительство, нелинейное изменение, перемещения

Для учета нелинейности был использован модуль «МОНТАЖ», который позволяет разбить возведение здания на отдельные стадии и указывать стадию, в которой была приложена или удалена определенная нагрузка. На рисунке 3.6–3.10 приведены промежуточные стадии возведения каркаса высотного здания.

1 стадия — возведен фундамент.

2 стадия — возведены стены, колонны, пилоны и перекрытие подземной парковки.

3 стадия — возведены стены, колонны пилоны, и перекрытие первого этажа.

4 стадия — возведены стены, колонны пилоны, и перекрытие типового этажа и так далее до покрытия.

5–12 стадии — возведены стены, колонны пилоны, и покрытие последующих этажей.

В модуле «МОНТАЖ» нагрузка задается на каждой стадии. В таблице расчетных сочетаний усилий все нагрузки, прикладываемые во время возведения, учитываются как постоянные, а все стадии рассматриваются, как взаимоисключаемые. Все нагрузки традиционного расчета прикладываются в самом конце, исключая при этом нагрузки стадийного расчёта. При этом таблица РСУ содержит в себе все загружения и стадии данного процесса возведения здания.

Рис. 1. Стадии возведения каркаса здания (1 стадия)

Рис. 2. Стадии возведения каркаса здания (3 стадия)

Рис. 3. Стадии возведения каркаса здания (4 стадия)

Рис. 4. Стадии возведения каркаса здания (12 стадия)

По итогам расчета были получены значения продольных усилий в колоннах, а также усилия в плитах перекрытий и их перемещения.

После задания всех стадий и прочности бетона выполняется расчёт напряженно-деформированного состояния каркаса здания.

После проведения расчетов напряженно-деформированного состояния здания были получены разные результаты в соответствующих элементах, это обуславливается особенностью работы системы элементов, которая подразумевает наследование НДС от стадии к стадии.

При увеличении этажности с каждой стадией происходит постепенное увеличение нагрузок на колонны подвала. Из этих графиков и таблиц, по которым они составлены, можем заметить, что усилия в колоннах подвала расходятся при традиционном расчёте и при расчёте с учётом генетической нелинейности, причём в разных колоннах знак расхождений отличается и с увеличением этажности здания расхождения соответственно увеличиваются с учётом соответствующего знака.

Анализируя полученные результаты расчётов модели с учётом генетической нелинейности и без её учёта, можно отметить заметные различия при определении НДС между традиционным расчётом и расчётом с учётом поэтапного возведения здания.

Перемещения по оси Z уменьшились с -23.7 до -18.6.

Перемещения по оси X уменьшились с -8.61 до -2.8.

Перемещения по оси Y уменьшились с -9.18 до -2.67.

Продольные усилия в колоннах, особенно колонны нижележащих этажей отличаются, так как добавляется нагрузка от этажей, лежащих выше, могут увеличиваться и продольные сжимающие усилия, а также изгибающие моменты. Также можно наблюдать в различных колоннах перемену знака изменений, в одних колоннах увеличиваются на 15–20 %, в других уменьшаются на 15–20 %, это может обуславливаться перераспределением усилий в колоннах при учёте стадийности возведения здания.

Сравнительный анализ, полученных в ходе работы, расчётов показывает, что при проектировании зданий с учётом генетической нелинейности, можно увидеть результат отличный от того, который мы видим при традиционном методе расчёта НДС, не учитывающем поэтапность возведения. В некоторых элементах эта разница несущественна, но в нашем случае может сильно повлиять на итог проектирования

Литература:

1. Перельмутер А. В. Учет изменения жесткостей элементов в процессе монтажа и эксплуатации / А. В. Перельмутер, О. В. Кабанцев // Инженерно-строительный журнал. — 2015 — № 1 (53). — С.6–14.

2. Перельмутер А. В., Кабанцев О. В. Анализ конструкций с изменяющейся расчетной схемой / А. В. Перельмутер, О. В. Кабанцев. — М. : Изд-во СКАД СОФТ, Издательский дом АСВ. — 2015. — 149 с.

3. Андреев М. И. Расчет железобетонного здания с учетом генетической нелинейности // Строительство-формирование среды жизнедеятельности: сборник трудов 20-й Международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых (26–28 апреля, 2017 г., Москва). М.: МГСУ, 2017. С. 235–237.