АНАЛІЗ ВУЗЛІВ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ НА ВОГНЕСТІЙКІСТЬ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ ПРОГРАМНИХ КОМПЛЕКСІВ 3D МОДЕЛЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.12.2023.93-104Ключові слова:
3D-моделювання;, металеві конструкції;, проектування вузлів;, температурний вплив.Анотація
В роботі наведено процес проектування, аналіз та практична оцінка вузлових з’єднань балково-стоякового каркасу малоповерхової будівлі в ВІМ-середовищі, проектування на дію активних навантажень та аварійного температурного впливу пожежі. Виконано дослідження застосування засобів та інструментів проектування. Проведення таких досліджень зумовлене необхідністю підви-щення надійності роботи каркасу в умовах пожежі та актуалізації вимог нормативних документів Єврокод стосовно вогнестійкості сталевих конструкцій. До уваги береться стандартна пожежа, проведено аналіз параметрів нагріву елементів, що приєднуються у вузлах. Огляд теоретичних основ розрахунку сталевих конструкцій на високотемпературний вплив середовища експлуатації показав доцільність застосування спрощеного методу розрахунку та визначення параметрів нагріву за нормативними даними. Змодельовано стержньову схему каркасу з навантаженнями.
Проведено аналіз напружено-деформованого стану (НДС) елементів в аварійній комбінації.
Для подальшого розрахунку використане 3D –моделювання вузлів. Концепція ВІМ реалізована шляхом інтеграції ПК Robot Structural Analysis з розрахунковим комплексом IdeaStatica. Встановлено, що зв’язка ПК Robot Structural Analysis з розрахунковим комплексом
IdeaStatica є раціональною для конструювання та розрахунків будівель і споруд в 3D просторі
та дозволяє використати результати розрахунку на температурний вплив для коригування конструктивного рішення для зменшення його металомісткості і трудовитрат та раціоналізу-вати
запаси несучої здатності. Представлений процес проектування вузлів каркасу узагальнює підходи до розробки ефективних конструктивних форм. Використання інформаційних моделей
спростило проектування, оптимізувало робочі процеси, а також дозволило підвищити складність вузлів як на рівні конструктивного рішення, так і на рівні розрахункової моделі з урахуванням нелінійних ефектів температурного впливу.
Посилання
ДБН В.1.1-7:2016. Пожежна безпека об`єктів будівництва. Загальні вимоги // Мінрегіонбуд, 2017. – 47 с.
ДСТУ-Н EN 1991-1-2:2010. Дії на конструкції . Частина 1-2 . Дії на конструкції під час пожежі // Мінрегіонбуд, 2011. – 81 с.
EN 1993-1-2:2005/A1:2014. Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-2: General rules -Structural fire design.
ДСТУ-Н Б EN 1993-1-2:2010. Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-2. Загальні положення. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість (EN 1993-1-2:2005, IDT) // Мінрегіонбуд, 2011.- 103 с.
ДСТУ-Н Б В.1.2-13:2008. Основи проектування конструкцій (EN 1990:2002, IDT) // Мінрегіонбуд. – 267 с.
EN 1990:2002+A1:2005. Eurocode 0 - Basis of structural design 7. Шналь Т. М. Вогнестійкість та вогнезахист
металевих конструкцій: Навчальний посібник. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. 2010. – 176 с.
Heinisuo, M., Laasonen, M. Product modeling, part of the fire safety concept in the future for metal structures // Conference: Advanced Research Workshop on Fire Computer Modeling, October 18-20, 2007. – 10 p.
https://www.researchgate.net/publication/256426230
Білик А.С., Беляєв М.А. ВІМ-моделювання: огляд можливостей та перспективи в Україні // Промислове будівництво та інженерні споруди. 2015. – №2, c. 93–15.
Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий –– М: Ассоциация «Пожарная безопасность и наука». 2001. – 382 с.
Vassart, O., Zhao, B., Cajot, L.-G., Robert, F., Meyer, U., Frangi, A. Eurocodes: background & applications. Structural Fire Design: Worked examples – Luxemburg: Publications Office of the European Union, 252.
Калафат К.В., Білик А.С., Біляєв М.А., Ковалевська Е.А. Розрахунок сталевих конструкцій на вогнестійкість відповідно до Єврокоду 3: Практичний посібник до ДСТУ-Н EN 1993-1-2:2010. – Київ: Український Центр Сталевого Будівництва. 2016. – 81 с.
Лавріненко Л.І., Некора В.С. Дослідження нагрівання сталевої балки з гофрованою стінкою в умовах пожежі// Будівельні конструкції. Теорія і практика. 2020 – Вип.6, с. 12 – 21.
doi.org/10.32347/2522-4182.6.2020.12–21
V. Nekora, S. Sidnei, T. Shnal, O. Nekora, L.Lavrinenko, S. Pozdieiev. Thermal effect of a fire on a steel beam with corrugated wall with fireproof mineral-wool cladding // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies.
– №5/1 (113), р. 24-32.
http://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241268
Yin Y.Z., Wang Y.C. A numerical study of large deflection behaviour of restrained steel beams at elevated temperatures. //Journal of Constructional Steel Research, 2004. – No. 60, pp. 1029 – 1047.
Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели конструкций и возможности их анализа. – К.: Вид. «Сталь», 2002. – 600 с.
S. Kubba. Building Information Modeling (BIM): Handbook of Building Design and Construction (Second Edition). 2017. – Pр. 227–256.
Bilyk S.I., Nilova T.O., Semchuk I.Y. Lavrinenko L.I. .Experimental and Theoretical Investigation of Inserted Floors with Decreased Height //Varilna Тehnika (Slovensko društvo za varilno tehnika). 2019-1. –V. 69, рр. 7–15.
Адаменко В. М. Досвід впровадження BIMтехнологій в навчальний процес на кафедрі металевих і дерев'яних конструкцій КНУБА // Будвельні конструкції. Теорія і практика . 2022.– Вип.10, с. 56-68.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.56-68
Бензель О., Лавріненко Л. Інформаційне моделювання сталевої будівлі з підвищеними вимогами жорсткості //Будівельні конструкції. Теорія і практика. 2021, – Вип. 9, с. 30-44.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.30-44
Федченко М.С.Некора В.С., Сідней А.С., Поздєєв С.В. Дослідження залежності показників вогнестійкості сталевих елементів від рівня механічного навантаження //Наука про цивільний захист як шлях становлення молодих вчених. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції.–Черкаський інститут пожежної безпеки, 2022. – с. 66–68.
Daurov M.K., Bilyk A.S. Investigation of Changes in Steel Frames Stress State in Fire and Influence on Its Vitality // Strength of Materials and Theory of Structures. 2022. – № 108, рр.325 – 336.
