Работа рамных стальных каркасов с учетом погрешностей монтажа и изготовления

Введение. На напряженно-деформированное состояние каркаса многоэтажного здания оказывают влияние дефекты и отклонения от проектного решения. качество строительного объекта зависит не только от качества проектирования и изготовления, но и от качества строительно-монтажных работ. При монтаже строительных конструкций основной целью является обеспечение требуемого по проекту пространственного положения элементов строительных конструкций. для рамного каркаса с жесткими сопряжениями элементов отклонения от проектного положения ведут к росту изгибающих моментов, что может вызвать более раннее исчерпание несущей способности. актуальность исследования заключается в разработке методики проектирования рамных стальных каркасов многоэтажных зданий с учетом погрешностей изготовления и монтажа.

Материалы и методы. Оценка влияния начальных несовершенств была выполнена на примере рамного каркаса 10-этажного жилого здания. для расчета использован вычислительный комплекс лира-СаПр 2021. начальные несовершенства каркаса приняты в соответствии с действующими российскими нормами. кроме прямого учета искаженной геометрии проводились расчеты с дополнительными распределенными горизонтальными нагрузками, прикладываемыми на каждом этаже по методике еврокода 1993-1-1. Полученные разными способами перемещения и усилия характерных точек и сечений каркаса сравнивались друг с другом. расчет выполнен на сочетание постоянной, снеговой, полезной и ветровой нагрузок.

Результаты. Учет погрешностей сборки и изготовления в геометрии каркаса позволяет более точно учесть влияние погрешностей по сравнению с методикой еврокода. Перемещения и усилия, полученные линейным расчетом рамного каркаса, мало отличаются от результатов нелинейного расчета.

Выводы. Установлено, что прямой учет погрешностей изготовления и сборки каркаса в геометрии расчетной схемы дает возможность более точно оценить работу каркаса. использование методики еврокода с дополнительными горизонтальными нагрузками на уровне каждого этажа ведет к получению завышенных перемещений и усилий по сравнению с фактическими.

1. Кудишин Ю.И., Беленя Е.И., Игнатьева В.С. Металлические конструкции : учебник для студ. высш. учеб. заведений. М. : Академия, 2008. 688 с.

2. Турьева А.В. Стальной каркас многоэтажного здания: преимущества и обеспечение жесткости // Севергеоэкотех-2013 : мат. ХIV Междунар. молодежной науч. конф : в 5-ти частях. (Ухта, 20–22 марта 2013 г.). Ухта, 2013.

3. Farrell T.Dzh., Pinon Dzh.P., Shein K.D. Construction of building fencing for modular construction // 3rd Conference on design and construction of residential buildings (March 2–3, 2016). State College, Pennsylvania. 2016. Pp. 12–28.

4. Ganiron Jr. T.U., Al’marve M. Prefabricated technology in modular housing construction // International Journal of Advanced Science and Technology. 2014. Vol. 73. Pp. 51–74. DOI: 10.14257/ijast.2014.73.04

5. Лебедь Е.В., Ибрагимов А.М. Проектирование металлического каркаса многоэтажного здания : учеб.-метод. пособие. М. : МИСИ – МГСУ, 2020.

6. Туснин А.Р., Рыбаков В.А., Назмеева Т.В. Проектирование металлических конструкций. Часть 2: Металлические конструкции. Специальный курс : учебник. М. : Перо, 2020. 436 c.

7. Васильев А.А., Дзирко С.В., Михасев В.А. Дефекты изготовления, монтажа, возведения элементов и конструкций зданий и сооружений : учеб.-метод. пособие. Гомель : БелГУТ, 2010. 147 с.

8. Крохалев В.Г., Чебыкин А.А. Технология изготовления металлических конструкций. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. 180 с.

9. Металлические конструкции : в 3 т. Т. 3. Специальные конструкции и сооружения / под ред. В.В. Горева. М. : Высшая школа, 2002. 544 с.

10. Металлические конструкции / под ред. Ю.И. Кудишина. М. : Академия, 2011. 688 с.

11. Стаценко А.С. Монтаж стальных и железобетонных конструкций : учебник. Минск : Республиканский институт профессионального образования (РИПО), 2016. 468 c.

12. Dhiman S., Nauman M., Islam N. Behaviour of multistory steel structure with different types of bracing systems // International Refereed Journal of Engineering and Science (IRJES). 2015. Vol. 4. Issue 1. Pp. 70–82.

13. Новоселов А.А. Влияние типа связей на деформативность каркаса многоэтажного здания со стальным каркасом // Вопросы строительства и инженерного оборудования объектов железнодорожного транспорта : мат. науч.-практ. конф. (г. Новосибирск, 22 марта 2017 г.). Новосибирск, 2017. С. 27–34. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32171892

14. Ведяков И.И., Конин Д.В., Одесский П.Д. Стальные конструкции высотных зданий. М. : Издво АСВ, 2014. 272 с.

15. Хамати Ю. Контроль точности монтажа конструкций стального каркаса // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ студентов Института строительства и архитектуры (ИСА) НИУ МГСУ. (г. Москва, 28 февраля – 4 марта 2022 г.). М., 2022. С. 917–919.

16. Царитова Н.Г., Лагутина Д.Р. Анализ существующих узловых соединений пространственных конструкций и разработка шарнирного узла // Современное строительство и архитектура. 2020. № 4 (20). С. 26–30. DOI: 10.18454/mca.2020.20.3

17. Эффективные жилые здания на стальном каркасе : методическое пособие. М. : АКСИОМ ГРАФИКС ЮНИОН, 2018. 41 с.

18. Конин Д.В. Статистическая оценка неточностей монтажа колонн металлических каркасов высотных зданий // Строительная механика и расчет сооружений. 2010. № 6. С. 12–19.

19. Металлические конструкции : справочник проектировщика. Т. 3. / под ред. В.В. Кузнецова. М. : Изд-во АСВ, 1999. 528 с.

20. Смирнов В.В., Свитцов М.А., Шилеева А.Ю., Шихова Е.Н., Поникарова Ю.Е. Анализ дефектов и повреждений металлических конструкций зданий металлургических производств // European science. 2015. № 8 (9). С. 51–54. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=24482921