Properties and improvement directions of software of single-storey buildings with frame structures = Властивості та напрями вдосконалення програмного забезпечення для розрахунку одноповерхових будівель з рамними конструкціями

Abstract

The main stages of creating a spatial model of the steel frame are considered for industrial buildings or warehouses with a pitched roof. Different approaches to the analysis of internal forces of the first and second orders and the stability calculation for steel elements of building structures under the combined action of compression and transverse bending are highlighted using software applications. Ways to improve the process of creating a calculation model, design documentation, and working drawings are outlined. A comparison of specialized software products for calculating building models with portal frames (Autodesk Robot Structural Analysis Professional, PortalPlus, Consteel, Tekla Structural Designer, and Dlubal RFEM) is presented. Their advantages and disadvantages are indicated.

Розглянуто основні етапи створення просторової моделі сталевого каркаса для промислових будівель або складів зі скатною покрівлею. Висвітлено різні підходи до проведення аналізу внутрішніх зусиль першого та другого порядків і виконання розрахунку стійкості сталевих елементів будівельних конструкцій при сумісній дії стиску й поперечного згину із застосуванням прикладних засобів програмного забезпечення. Намічено шляхи вдосконалення процесу ство рення розрахункової моделі, проєктної документації та робочих креслень. Наведено порівняння спеціалізованих програмних продуктів для розрахунку моделей будівель із портальними рамами (Autodesk Robot Structural Analysis Professional, PortalPlus, Consteel, Tekla Structural Designer і Dlubal RFEM), указано їхні переваги та недоліки. Встановлено, що для збільшення точності розрахунків і наближення їх до дійсних умов роботи конструкції внутрішні зусилля потрібно визначати в просторовій моделі за нелінійною теорією другого порядку. У процесі обчислення коефіцієнта стійкості при згині доцільно врахувати крутильну або крутильну та зсувну жорсткість конструкцій, що розкріплюють стиснутий пояс елементів, схильних до втрати стійкості. Зокрема, хрестові в’язі частково сприймають, розподіляють і передають на основу горизонтальні навантаження на будівлю. Крім цього, вони забезпечують просторову жорсткість будівлі та слугують для розкріплення і зменшення розрахункової довжини елементів рами. В’язі можуть не тільки виконувати свою безпосередню функцію, але й ефективно використовуватися для розкріплення сталевих елементів з метою уникнення втрати стійкості, таким чином зменшуючи ступінь використання перерізу і витрати сталі. Розглянуто конструктивні заходи для усунення явища втрати просторової стійкості лінійних елементів поперечної рами каркаса будівлі при сумісній дії стиску, поперечного згину та кручення. Приєднані до елемента різного роду другорядні конструкції, в тому числі встановлені планомірно, збільшують його жорсткість і перешкоджають деформуванню. Проаналізовано вплив розкріплення на несучу здатність.