Главная Строительство Компьютерное моделирование как метод исследования несущей способности базы колонны высотного здания

Статья посвящена определению напряженно-деформированного состояния составной конструкции нагруженной базы колонны высотного здания. Расчеты выполнены в программном комплексе ANSYS с учетом контактного взаимодействия между отдельными стальными пластинами, составляющими конструкцию базы, и сталежелезобетонной колонной с жесткой арматурой. Определены нормальные и касательные напряжения и перемещения в конструктивных элементах базы при использовании разных расчетных схем и моделей контакта.

 

ВВЕДЕНИЕ

Колонны современных высотных зданий со связевым каркасом обычно рассчитывают на сжатие с учетом случайных эксцентриситетов. Сжимающая нагрузка в основании колонны может достигать 10 000–15 000 тонн. Для изготовления таких колонн целесообразно применять сталежелезобетонные конструкции, при армировании которых наряду с гибкой арматурой используют жесткую арматуру, создавая композитную конструкцию [1, 2]. 

Для относительно равномерной передачи нагрузки от колонны на фундамент приходится устраивать базу колонны из высокопрочного металла. Высота базы при этом может составлять 200–400 мм. При такой толщине из цельной отливки приходится значительно снижать расчетную прочность металла. Поэтому для обеспечения несущей способности конструкции требуемую высоту базы колонны можно набрать из отдельных пластин толщиной 30–40 мм, не снижая при этом расчетную прочность металла. 

Возможен наклон колонны в пространстве, связанный с архитектурно-конструктивным решением сооружения. Чтобы увеличить прочность  такой конструкции, ее обычно устанавливают в железобетонный стакан. 

Конструктивная схема колонны, связь между жесткой арматурой и бетоном, а также между стальной базой колонны и бетоном фундамента должны обеспечивать надежность конструкций при эксплуатационных и аварийных воздействиях [3]. Эту задачу целесообразно решать методом численного моделирования с использованием современных программных комплексов.