Поради смяна на съхранявания продукт условията на експлоатация на резервоар с обем 2000 m3 и несамоносещ коничен покрив ще бъдат променени. Това налага той да бъде проверен за достатъчна носеща способност. Част от проверките включват изследване за цялостно преместване при празен резервоар, натоварен от вятър и свръхналягане в него. Когато коничния покрив е обтичан от ветрови поток, това води до поява на сили, действащи отдолу нагоре, което, съчетано със свръхналягането, може да доведе до цялостно повдигане на съоръжението. Разглежданият тук коничен покрив е извън обхвата на приложение на стандарти БДС EN 1991-1-4 или Наредба № 3 от 2004 г. Това е принудило автора да постъпи по следния начин: а) да потърси други стандарти, в които е разгледано натоварването от вятър по конични покриви и да сравни получените резултати; б) да създаде компютърни модели на обтичания от въздушен поток резервоар, имащ два вида покриви – коничен и сферичен. Чрез тях той се е опитал да определи: – стойностите на налягането от вятър по двата вида покриви; – голяма ли е разликата в натоварването от вятър по сферични и конични покриви. От извършеното числено моделиране и анализ на резервоарите е установено, че налягането от вятър е различно при коничните и сферичните покриви, дори те да имат еднаква стрелка.
2021 / 54 / 3 / Седми национален симпозиум по стоманени, дървени и комбинирани конструкции – 18 юни 2021 г.
Екип от преподаватели в Университета по архитектура, строителство и геодезия (УАСГ) е обследвал съществуващ пешеходен надлез над булевард „Никола Мушанов“, гр. София. Основната му цел е била да се оцени действителното техническо състояние на носещата конструкция на съоръжението и да се определи неговата експлоатационна надеждност. Оценени са състоянието на вложените строителни материали и повредите в конструкцията. Направен е конструктивен анализ на надлеза. В резултат, екипът се е обединил около мнението, че общото състояние на конструкцията (стоманобетонни панели и стомáнена конструкция) на съоръжението е незадоволително.
Спортните стадиони са съоръжения с много разнообразни архитектурни форми и конструктивни системи, които отговарят на редица специфични изисквания. Едно от основните в последните години е осигуряването на комфорт за публиката, което предполага наличие на покриви над трибуните им. Ветровото въздействие обикновено се явява доминиращо за покривната конструкция на големите спортни стадиони. Натоварването от вятър за подобни конструкции се характеризира с някои съществени различия спрямо това върху покривите на по-малогабаритни и ниски сгради. Обикновено стандартите за проектиране не дават релевантна информация за определяне на ветровото натоварване за покриви над стадиони и това предполага подход при определянето му. В настоящия доклад авторите правят обзор на национален и световен опит при определяне на ветрово натоварване върху покриви над стадиони. Представени са редица примери и са анализирани подходите, прилагани при проектирането на редица големи спортни съоръжения. Направени са обобщения и заключения, които могат да бъдат полезни при бъдещи сходни проекти.
В доклада се прави обзор на препоръките за определяне на коефициентите за налягане от ветрово въздействие за покриви на стадиони. Анализирани са подходящи схеми и аналогии, приложими за козирки над трибуни. Засегнати са пет стандарта за проектиране, които предлагат информация за определяне на нетното налягане от вятър върху покрив на стадион. Първообраз и причина за това изследване е работата на авторите на доклада по определянето на ветровото натоварване върху стоманените козирки на стадион „Христо Ботев“ в град Пловдив. Предложено е сравнение на резултатите от използването на различни стандарти за проектиране и са направени изводи относно големината на натоварването от вятър (натиск или смучене). Пояснени са подходящите схеми и аналогии за определяне на стационарните компоненти на ветровото въздействие, които могат да бъдат използвани във фазата на концептуалното проектиране на подобни покриви на стадиони.
Ефектите от ветрово въздействие върху сгради и съоръжения със сложна форма, която не попада в препоръките на стандартите за проектиране, както и за обикновено се изследват експериментално във ветрови тунели. Тези изследвания са свързани със създаване на умален модел на обекта, мащабиран по сложен начин, за да пресъздаде реалистично взаимодействието между строежа и флуида. Като цяло, тези изследвания са скъпи, тъй като изискват специализирана лаборатория, а също така и времеемки, поради значителната обработка на резултатите. През последните три десетилетия, с развитието на компютърната техника, започна интензивното прилагане на компютърни симулации във ветровото инженерство за предвиждане на взаимодействието между вятъра, околната среда и строежите. Тези компютърни симулации се основават на основните принципи и закони на динамиката на флуидите, които описват движението на флуида във времето. В доклада се представя изследване на ветровото въздействие върху стоманените козирки на стадион „Христо Ботев“ в град Пловдив, основано на компютърни модели и числови методи за прилагане на законите на динамиката на флуидите. Посредством това изследване, включващо петдесет отделни анализа, са определени коефициентите на налягане върху козирките над трибуните при различни конфигурации на етапно построяване на трибуните и при различни посоки на вятъра. Направено е сравнение на резултатите от компютърните симулации чрез Computational Fluid Dynamics (CFD) и препоръките на стандарта на Австралия и Нова Зеландия за изолирана трибуна с козирка. Изследван е ефектът от аеродинамично заслоняване от срещуположна стоманобетонова трибуна и е направено сравнение със сходна конструкция на стадион, изследвана във ветрови тунел. В доклада са формулирани редица практически изводи и заключения.
Представен е анализ на текущата нормативна база за изпълнение на стоманени конструкции в Република България и свързаните с нея практики. Изведено е заключение, че текущата нормативна база предполага дуалистичен подход към проектирането и изпълнението на стоманените конструкции. Този двойствен подход води до възможност за строителство със стоманени конструкции, което да не отговаря на съвременните критерии за сигурност, надеждност и дълготрайност, а в същото време да съответства на нормативната база. В доклада се излага необходимостта от появата на нова „Наредба за изпълнение на стоманени конструкции“, която да замести технологично остарелите „Правила за извършване и приемане на строителни и монтажни работи“ (ПИПСМР), част Сгради, и да създаде хармонизирана с европейките стандарти нормативна база. Авторите са представили аргументи и са пояснили философията и ролята на въвежданите от тях класове на изпълнение (КИ), както и пояснения относно обхвата на наредбата по видове конструкции и основната структура на този ръководещ документ по раздели и глави.
Обичайната проектантска практика предполага статическо решение за различни товарни състояния и комбинации, и проверки на отделните конструктивни елементи (напречни сечения и елементи). Но има случаи, при които този традиционен подход се оказва неприложим поради това, че не е възможно да се идентифицират отделни елементи, към които да се приложат съответните проверки на устойчивост. Такъв е случаят със стоманената конструкция на перголите на площад „Славейков“ в София. В доклада се представя конструктивното изследване на модулна пергола, извършено от авторите по възлагане от Столична община, предназначено да провери и докаже сигурността на стоманената конструкция при различни случаи и при допълнително окачени към нея „библиотеки“ за книги. За доказване на устойчивостта на конструкцията е приложен пълен геометрично и материално нелинеен анализ с отчитане на началните несъвършенства (GMNIA) по метода на крайните елементи. Поради сложната и нестандартна форма на съоръжението, за оценка на ветровото въздействие е извършено изследване чрез изчислителната динамика на флуидите (CFD), но е приложено и приблизително определено натоварване от вятър при доста предпоставки. Накрая резултатите са обобщени в изводи и препоръки.
В доклада се представят в обобщен вид резултатите от проведено от автора изследване на действителното техническо състояние на моста „Въртопо“, свързващ кварталите Младост I и Мусагеница в София, по възлагане на „Метрополитен“ ЕАД. Извършена е оценка на експлоатационната надеждност на съоръжението, в това число и на второстепенните окомплектовъчни части. Представен е анализ на уникалната за България конструктивна форма – двугредов кутиен мост, както и системата на „разделно“ лагеруване. Анализирани са различните аспекти на състоянието на съоръжението и са приоретизирани препоръки за ремонтни работи. Докладът се посвещава на светлата памет на проф. Петър Стайков (1939 – 2018), главен проектант на съоръжението.
В доклада се представя анализ на поведението при ветрово въздействие на два еднотипни високи комина с височина съответно 120 m и 140 m, при от които се наблюдават опасно големи трептения напречно на посоката на вятъра. Въз основа на направения анализ се доказва, че причина за това са резонансни явления вследствие на вихрово възбуждане. Основен параметър, характеризиращ склонността на дадена конструкция към появата на резонансни трептения от вихрово възбуждане и големината на амплитудата на тези трептения, е числото на Scruton. Чрез подходящи изчислителни модели са извършени теоретични изследвания на съоръженията съгласно различни методики. Получените резултати доказват, че действително 120-метровият комин е застрашен от трептения с големи амплитуди с “lock-in” ефект. При комин теоретично също се оказва, че се получават резонансни трептения от вихрово възбуждане в направление, напречно на посоката на вятъра, но амплитудите са незначителни и отговарят на нормативните изисквания. Това се дължи на факта, че числото на Scruton за този комин се оказва със сравнително висока стойност.
Докладът е продължение на Част 1, в която теоретично се потвърждават наблюдаваните много големи трептения напречно на посоката на вятъра на 120-метров комин със стоманена носеща конструкция, причинени от резонансни явления вследствие на вихрово възбуждане. Съоръжението се оказва в състояние, опасно за експлоатация. В доклада (Част 2) е направен преглед и анализ на три групи възможни решения на проблема. Окончателно се препоръчва използване на подходящ виброгасител. По предложение на авторите избраното от възложителя решение е настроен флуиден демпфер TLD (tuned liquid damper), разработен от специализиран консултант. Неговата ефективност се доказва не само теоретично, но и от последващата експлоатация на комина, при която не се наблюдават трептения с голяма амплитуда. На основата на теоретично установеното поведение на комина с монтирания демпфер, по методиката на БДС EN 1993-1-9 [1] е извършена оценка на безопасния експлоатационен срок на съоръжението. За определянето на някои от необходимите параметри са използвани и методики и препоръки на CICIND Model Code [4, 5].
Проблемът екстремно нискоциклична умора е актуален и представлява интерес за инженерите и изследователите, занимаващи се с конструкции, подложени на циклични знакопроменливи натоварвания, водещи до развитие на пластични деформации. Такива натоварвания могат да бъдат породени от сеизмични въздействия, температура, превозни средства, машини, технологични процеси и други. В настоящия доклад авторът представя и синтезира научните постижения в сферата на екстремно нискоцикличната умора (ЕНЦУ) на конструкционната стомана. Тя се проявява, когато материалът е подложен на големи пластични деформации и има различен механизъм на разрушение от този при високо и нискоцикличната умора. В доклада се прави обзор на водещите научни изследвания в Европа, САЩ и Япония през последните десетилетия. Представени са основните проблеми: дефиниране на ясен критерий за разрушение при ниско и екстремно нискоциклична умора, ясен механизъм за оценка на натрупаната повреда и точен модел за предсказване на броя на цикли живот до настъпване на разрушение.
Вертикалните връзки с кръстосани диагонали са традиционна система, която се използва за поемане на хоризонтални въздействия, в това число и сеизмични. С развитието на инженерното знание за строителството в сеизмични райони теорията за проектиране на вертикалните връзки търпи развитие, целящo повишаване на сеизмичната осигуреност на строежите. Практиката нерядко изисква известна вариативност по отношение на конфигурацията на диагоналите, като това не бива да води до компромис със сигурността и дуктилността. Последното, от своя страна, създава затруднения относно приравняването на дадена система вертикални връзки към нормативно разпознаваемите конфигурации. Едни от често прилаганите в практиката вариации на системата са вертикалните връзки с кръстосани диагонали, пресичащи се в етажна греда. На пръв поглед те биха могли да се отнесат към връзките с традиционна решетка, но наличието на конструктивна маса в нивото на пресичане на диагоналите предопределя редица специфики в реагирането на конструкцията при силни земетресения, както и нейната дуктилност. Настоящият доклад разглежда двуетажна сграда с вертикални връзки с кръстосани диагонали, пресичащи се в етажна греда. Прави се сравнение на конструктивните решения, получени след проектиране по три подхода: чрез отнасяне към изискванията за конфигурациите, залегнали в нормативните документи БДС EN 1998-1 и ANSI/AISC 341-16 и чрез прилагане на допълнителни критерии, отчитащи спецификите на разглежданата конфигурация, предложени от единия от авторите. Направен е коментар върху икономическия показател разход на метал за вертикалните връзки, проектирани съгласно всеки от приложените подходи.
Комбинираните стомано-стоманобетонни колони с изцяло вбетонирани отворени стоманени Н-профили се прилагат в редица случаи в строителната практика. Изчисляването им при пожарна ситуация се разглежда от нормативния документ БДС EN 1994-1-2, който предлага таблични и опростени изчислителни методи за определяне на границата на огнеустойчивост. На база на опростения изчислителен метод „Изотерма 500 °С“ от БДС EN 1992-1-2 е съставена итерационна процедура за определяне на носещата способност по нормални сечения на такъв тип колони, подложени на четиристранно пожарно въздействие. Определена е общата носимоспособност на стомано-стоманобетонните колони при отчитане на геометричните несъвършенства и ефектите от втори ред. Разработен е числен пример и са направени изводи и препоръки за практическо приложение.
В настоящия доклад е съставена процедура и методология за определяне на границата на огнеустойчивост на комбинирани колони с изцяло вбетонирани отворени стоманени подложени на равнинен нецентричен натиск. Подходът се основава на оценка на кривината на елемента при пожарно въздействие. Разработена е изчислителна програма и е разгледан конкретен числен пример. Направени са изводи, сравнения и препоръки за практическо приложение.
В доклада са разгледани товарните таблици за оразмеряване на покривни и стенни панели, които производителите предлагат във фирмените си каталози. Разгледани са видовете таблици и техните предимства и недостатъци. Направени са предложения, за да може таблиците да се ползват безпроблемно в проектирането.