ОАО "Институт Гипростроймост" © 1945-2017
Институт Гипростроймостг.Москва, ул.Павла Корчагина, д.2
Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Некоторые противоречия автоматизированных расчетов

Мосты – общественно значимые сооружения, основной функцией которых является безопасный и бесперебойный пропуск нагрузки через препятствия. Крупные мосты являются узлами транспортных сетей в регионах, и выход моста из строя или существенное ограничение его пропускной способности, как правило, можно сравнить с чрезвычайной ситуацией. Поэтому для этих конструкций особенно важно строгое соблюдение требований по надежности, долговечности и ремонтопригодности.

Для выполнения этих требований в соответствии со строительными нормами необходимо выполнить определенный набор проверок, основанных обычно на сравнении действующих факторов силового и деформационного состояния конструкции с предельными значениями.

Расчеты надежности сложных конструкций можно классифицировать по нескольким признакам:

  • По виду воздействий
    1. Статический расчет конструкций

      • Определение перемещений, усилий и напряжений
      • Шпунтовые ограждения
      • Подпорные стены
    2. Динамический расчет

      • Частоты и формы колебаний
      • Расчет на ветровые нагрузки
      • Расчет на сейсмические нагрузки
    3. Комбинации загружений

      • Огибающие по сочетаниям нагрузок
      • Загружение поверхностей влияния временной нагрузкой
  • По типу моделей (числу степеней свободы)
    1. Стержневые и континуальные

    2. Плоские и пространственные

    3. Объемные

  • По зависимости исходных данных и результатов
    1. Линейные

    2. Нелинейные

      • По физике, геометрии (усадка, ползучесть, устойчивость)
      • По времени (постадийный монтаж и надвижка)
      • Сложная нелинейность
  • Проверки предельных состояний СНиП
    1. Стальные сечения (прочность, устойчивость)

    2. Железобетонные сечения (1 и 2 предельное состояние, сложные сечения)

    3. Сталежелезобетонные сечения

Усложнение конструктивных схем мостов, повышение качества проектов и сокращение сроков выпуска требует широкого использования вычислительной техники не только непосредственно в процессе проектирования (автоматизация проектно-конструкторских работ), но и при проверке надежности сооружения (автоматизация расчетов). Связующим звеном между этими двумя направлениями является автоматизация назначения основных проектных параметров (оптимизация проектных решений).

К сожалению, в действующих российских нормах часто встречаются попытки объединить классические методы и полуэмпирические зависимости с современными технологиями компьютерного расчета конструкций как пространственных систем. В результате часто получается «коктейль», собранный из противоречий, которые проектировщику приходится разрешать на свой страх и риск. Перечислим только некоторые:

  • Проверка сечений (нелинейная работа материала) + Расчет по сочетаниям нагрузок (линейный расчет) (Особенно актуально для зон образования трещин в железобетонных и сталежелезобетонных мостах)
  • Проверка сечений + Расчет на временную нагрузку (загружение линий и поверхностей влияния, линейный расчет);
  • Динамика / устойчивость + сочетания нагрузок;
  • Динамика / устойчивость + временная нагрузка (для расчетной нагрузки нужны линии влияния; величина и положение нагрузки влияет на частоты, из-за чего изменяются, например, сейсмические силы);
  • Усадка/ползучесть бетона (проверки для плоских расчетных схем) + работа плит в поперечном направлении;
  • Упрощенный учет ползучести в статически неопределимых системах (плоская схема, метод сил) + расчеты по методу конечных элементов (пространственные модели, метод перемещений);
  • Учет трения + сочетания нагрузок;
  • И т. п.

Каждый инженер, профессионально занимающийся расчетами, может добавить в этот список еще десяток пунктов.

Некоторые программные пакеты конечно-элементного расчета содержат набор «надстроек» для решения типовых задач расчета мостов. Но на практике всегда будут встречаться нестандартные конструкции и ситуации, требующие нестандартных подходов, а противоречивость современных норм часто еще больше усложняет задачу. Поэтому особую ценность для инженера приобретают программные пакеты, которые могут предоставлять пользователю набор инструментов для программирования или имеют возможность обмена данными с другими программами, в том числе пользовательскими средствами автоматизации.

Открытость современного информационного пространства дает проектировщикам возможность самостоятельно повышать квалификацию, быть в курсе последних достижений российского и мирового мостостроения и обмениваться с коллегами мнениями по поводу способов преодоления тех или иных «подводных камней» в расчетах.


Включить режим перетаскивания
Версия для печати
ОАО "Институт Гипростроймост" © 1945-2017