Аналитический метод определения напряженно-деформированного состояния модульных зданий

Введение. Активное внедрение модульных зданий в практику современного строительства вызывает необходимость развития методов их расчета. Однако отсутствуют какие-либо специализированные руководства по проектированию модульных зданий. При разработке рекомендаций проектирования невозможно обойтись только численными методами расчета. Поэтому создание аналитического метода расчета модульных зданий — актуальное направление исследований. Рассматривается вопрос определения усилий в элементах модульных зданий с несущими колоннами и жесткими внутримодульными соединениями.Материалы и методы. Определение усилий в элементах модульных зданий от вертикальных нагрузок с высокой точностью можно проводить с помощью известных выражений строительной механики. Главной трудностью является установление динамических воздействий (пульсация ветра и сейсмика). Предлагается использовать консольную схему сооружения с разложением масс в уровне перекрытий. В результате вычислений образуется набор инерционных сил от пульсации и сейсмического воздействия. Для большего упрощения вычислений написана программа Modular. Программа удобна для проведения предварительных и вариантных расчетов и исследований конструкций модульных зданий.Результаты. Представленный аналитический метод определения усилий в элементах модульных зданий показывает хорошую сходимость результатов с методом конечных элементов. На конкретном примере показано, что расхождение в определении усилий от вертикальных нагрузок практически отсутствует. Расхождение от суммарного воздействия статической и пульсационной составляющих составляет 4,2–16,6 % для изгибающих моментов и 1,3–6 % для продольных сил. Погрешность определения усилий от сейсмического воздействия укладывается в интервал 5–10 % как для изгибающих моментов, так и для продольных сил.Выводы. Метод удобен для применения на стадии качественной оценки проектных решений, вариантных расчетов и поиска рациональных конструктивных решений модульных зданий.

модульные здания, частота собственных колебаний, методы расчета, нагрузки, усилия