Расчетная модель RFEM клеедеревянного производственного цеха, строящегося в Ивано-Франковской области Украины.
Практический пример

Производственный цех из клееного бруса с большим пролетом, спроектированный в RFEM

Проектирование 28-метровой деревянной рамы с детализацией ответственных узлов

Производственный цех должен был перекрыть пролет 28,0 м с шагом рам 7,2 м, чтобы разместить крупные деревообрабатывающие станки. Все это опиралось на клееные деревянные колонны и фермоподобные стропильные балки. Основная сложность заключалась в сильно нагруженных карнизных (опорных) соединениях: проверка как общей устойчивости большепролетной конструкции, так и локального напряженного состояния в этих критических узлах крайне сложна для надежного выполнения упрощенными ручными расчетами. При проектировании также необходимо было учесть монолитные отдельные фундаменты и несущий грунт, поэтому путь передачи нагрузки от кровли до основания требовалось отразить в одном непротиворечивом расчете, которому могли бы доверять контролирующие органы.

Одна КЭ-модель от стропильной балки до основания

RFEM позволил Дмитрию Матющенко создать весь цех в виде единой конечно-элементной модели, точно представив большепролетные элементы фермы и сложные карнизные соединения, выполняя при этом нормативную проверку по Еврокоду 5. Гибкость КЭ-модели позволила объединить клееную деревянную раму, железобетонные фундаменты и грунтовое основание в одной среде: отдельные фундаменты были смоделированы из монолитного бетона, а грунт был представлен с помощью аддона Geotechnical Analysis. При одновременной работе деревянного, стального и геотехнического аддонов в одной модели можно было с уверенностью проверить как общую устойчивость, так и локальное напряженное состояние в критических узлах — то, что иначе было бы очень трудно достичь с надежностью.

Преимущества использования программного обеспечения Dlubal

  • Гибкое КЭ-моделирование для сложной геометрии деревянных конструкций – криволинейные клееные рамы, ферменные балки и панели CLT можно свободно моделировать, получая при этом надежную проверку по Еврокоду 5.
  • Реальное гибридное моделирование в одном файле – древесина, сталь и железобетон объединяются в одной модели, а грунтовое основание добавляется с помощью аддона Geotechnical Analysis.
  • Автоматическая оптимизация сечений – аддон расчета деревянных конструкций автоматически оптимизирует сечения, экономя значительное время при работе с большепролетными элементами.
  • Готовые к использованию отчеты – высококачественные, информативные выходные данные, не требующие дополнительной доработки инженером-конструктором перед отправкой.

Моделирование большепролетной рамы и ее критических узлов

Несущая конструкция представляет собой деревянную раму из колонн клееной древесины и фермоподобных стропильных ригелей пролетом 28,0 м с шагом рам 7,2 м в здании размером 57,0 × 28,4 м и высотой 8,5 м. RFEM позволил точно отобразить всю раму, вплоть до карнизных узлов, где концентрируются напряжения.

Вместо того чтобы изолировать элементы для отдельных ручных проверок, Дмитрий Матющенко проверил общую устойчивость конструкции и локальное напряженное состояние в критических узлах в одной модели. Такой комбинированный взгляд на глобальное поведение и локальные детали — это именно то, в чем полная КЭ модель превосходит упрощенные расчеты, и она дала четкое и обоснованное представление о том, как работает под нагрузкой деревянная конструкция весом около 115 тонн.

Расширение расчета на фундаменты и грунтовое основание

Здание опирается на отдельные фундаменты из монолитного железобетона. Поскольку RFEM работает с деревом, сталью и железобетоном в одной среде, фундаменты были рассчитаны в рамках того же непрерывного рабочего процесса, а не передавались в отдельный инструмент.

Чтобы замкнуть путь передачи нагрузки вплоть до грунта, грунт был смоделирован непосредственно в RFEM с использованием аддона Geotechnical Analysis. Наряду с проверками по нормам такие функции, как автоматическая оптимизация сечения, визуализация результатов и быстрое создание сочетаний нагрузок, обеспечивали эффективный рабочий процесс, а информативные отчеты способствовали гладкой проверке предельного состояния по несущей способности.