Расчет висячих покрытий в программном комплексе SOFiSTiK на примере Петербургского СКК

10.10.2019 11:01

В работе была рассчитана металлическая мембрана покрытия спортивно- концертного комплекса «Петербургский» с использованием программного комплекса SOFiSTiK.

         Рис.1 Спортивно - концертный комплекс «Петербургский»

Перед исполнителями стояла цель создать цифровую модель конструкции, состоящую из стальной провисающей мембраны, очерченной по сферической поверхности радиусом 404 м.

 

            Рис.2 Расчетная схема мембраны покрытия. Вид сбоку.

По контуру мембрана подвешивается к сборно-монолитному железобетонному опорному кольцу диаметром 160 метров, опирающемуся на основные колонны здания (на рис. 3 обозначены красными квадратами). В периферийной зоне мембраны по радиусам основных колонн расположены 56 стабилизирующих полуферм, состоящих из предварительно напряженных во время монтажа канатов и треугольной системы раскосов, крепящихся к радиальным ребрам (рис.4). В расчете фермы с преднапряженными канатами моделировались с учетом геометрической нелинейности. Система стабилизации включает в себя также промежуточное стальное решетчатое кольцо диаметром 72 м, воспринимающее распор тросов.

Рис.3 Расчетная схема мембраны покрытия. Вид сверху. Синим цветом на рисунке обозначен материал стали толщиной 6 мм, зеленым цветом– сталь 8 мм, красным цветом - сталь 12 мм.

                         Рис.4 Вид стабилизирующих ферм

Был произведен расчет напряжений и перемещений, возникающих в мембране покрытия, от следующих воздействий:
• постоянная нагрузка от собственного веса конструкции и веса оборудования, которое крепится к мембране;
•снеговая нагрузка;
• ветровая нагрузка.


Так же ставилась задача расчета покрытия комплекса на различные виды прогрессирующего обрушения при приложенных постоянной и снеговой нагрузках. В работе было выполнено несколько видов обрушающих расчетов: разрывались связи мембраны и опорного железобетонного кольца, связи мембраны со стабилизирующим кольцом, связи мембраны с центральным кольцом, взрывалась колонна при этом разрушалось опорное кольцо. Для каждого вида обрушения были определены перемещения и напряжения, возникающие в мембране.

 

В.В.Лалин, Е.В.Зданчук, В.С.Ненашев
Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого
Инженерно-строительный институт
Высшая школа промышленно-гражданского и дорожного строительства