СП 494.1325800.2020 Конструкции покрытий пространственные металлические. Правила проектирования

     6.3 Особенности проведения расчетов

6.3.1 При выборе архитектурно-конструктивных решений размеры основных элементов следует принимать исходя из существующего опыта с проверкой инженерными методами для определения в первом приближении сечений, необходимых для выполнения расчетов на следующих этапах проектирования с применением численных методов.

6.3.2 При проектировании следует выполнять многовариантные расчеты численными методами различных конструктивных схем для нахождения оптимальной системы, обеспечивая максимальную экономичность и эксплуатационную надежность сооружения.

6.3.3 Для сооружений класса КС-3 следует выполнять независимые поверочные расчеты с применением иного, чем в основных расчетах, программного комплекса. По расчетам следует осуществлять сопоставительный анализ, при этом разница между результатами не должна превышать 10%.

6.3.4 Расчетную схему сооружения с пространственным покрытием необходимо принимать в виде конечно-элементной модели, как единую пространственную систему, в ряде случаев с учетом геометрической и физической нелинейности, согласно 6.3.7 и 6.3.8 соответственно. Расчетная схема должна включать основание, фундаменты, каркас сооружения, пространственное покрытие. Расчетную схему конструкции следует принимать в соответствии с ее проектной геометрией, с учетом продольных, изгибных и крутильных жесткостей элементов; их проектных связей, узловых эксцентриситетов, граничных условий, строительного подъема и перемещений при раскружаливании и т.п.

6.3.5 Расчетные модели следует назначать в соответствии со схемой деформирования или возможного разрушения сооружения, иметь надежное теоретическое обоснование, подтвержденное практикой строительства, в противном случае требуется экспериментальное доказательство их пригодности. Для сооружений класса КС3 необходимо использовать нескольких расчетных схем, дополняющих друг друга.

6.3.6 Проверку прочности, пространственной неизменяемости, общей и местной устойчивости конструкции, отдельных элементов, их частей, деталей и соединений следует выполнять на возможные неблагоприятные сочетания статических и динамических нагрузок и воздействий.

6.3.7 Расчеты необходимо выполнять в геометрически нелинейной постановке, если ее учет вызывает изменение усилий или перемещений в элементах пространственной конструкции более чем на 10% и для численной проверки устойчивости пространственных систем.

6.3.8 Расчеты наиболее сложных узлов металлических конструкций следует выполнять МКЭ (метод конечных элементов) в физически нелинейной постановке с учетом СП 294.1325800.2017 (подраздел 4.4). Моделирование элементов узловых фасонок и примыкающих стержней следует выполнять пластинчатыми или объемными конечными элементами, с учетом нелинейной диаграммы материала для определения зоны пластических деформаций и относительных удлинений на этих участках. Оценку несущей способности соединения следует выполнять по одному из двух (более строгому) варианту:

- пластические деформации в расчетах ограничиваются значениями относительных удлинений , до 5%, а их развитие допускается лишь на небольшой площади (не более 5% площади фасонки или детали);

- локальные зоны развития пластических деформаций не должны превышать 10% площади поперечного или продольного сечения фасонки или детали, а среднее значение относительных пластических деформаций в этой зоне ограничивается величиной 0,5%.

6.3.9 В системах с элементами, работающими только на растяжение, или с односторонними связями необходимо учитывать конструктивную нелинейность.

6.3.10 При монтаже или раскружаливании конструкций покрытия на временных опорах, следует учитывать нелинейность, определяемую поэтапным изменением расчетной схемы. При этом расчеты должны выполняться с запоминанием и накоплением величин перемещений и усилий, полученных на каждой стадии монтажа или раскружаливания конструкций.

6.3.11 В расчетах следует учитывать динамическую реакцию пространственных конструкций на воздействия ветра, с учетом статических, квазистатических и резонансных вкладов. Для определения собственных частот элементов покрытия и коэффициента динамичности пульсационной составляющей ветровой нагрузки динамические расчеты следует выполнять с повышенными и пониженными величинами постоянных и временных нагрузок.

6.3.12 При проектировании пространственных металлических покрытий следует использовать такие конструктивные решения, при которых их низшая собственная частота в вертикальном направлении превышает 1,0 Гц. В приближенных расчетах влияние динамической составляющей ветра допускается учитывать повышающим коэффициентом.

6.3.13 Вантовые и висячие конструкции следует проверять расчетом на аэродинамическую устойчивость и на резонанс колебаний элементов в направлении, перпендикулярном ветровому потоку. В случае необходимости - проводить расчет на выносливость для исключения усталостных разрушений элементов. Для предотвращения резонансного вихревого возбуждения или аэродинамической неустойчивости следует использовать конструктивные мероприятия.

6.3.14 Конструкции сооружений с пространственными металлическими покрытиями, проектируемыми для строительства в сейсмических районах, должны удовлетворять расчетам на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмических воздействий в соответствии с СП 14.13330.