CC BY
22
Таким образом, последнее изменение в ГОСТ 52630-2012 содержит значительное количество положительных сдвигов, облегчающих изготовление, монтаж и эксплуатацию сосудов, работающих под давлением, повышающих безопасность при проведении испытаний, но все же отдельные положения, такие как разделение сосудов по давлению до и свыше 0,05 МПа, вызывают сомнение в их целесообразности.
Литература
1. ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия».
2. ПБ 03-584-03 «Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных».
3. СТО 00220227-005-2009 «Сосуды и аппараты стальные сварные высокого давления. Общие технические требования».
4. ГОСТ 12.1.007 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».
5. ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».
Применение программного комплекса «Лира» в качестве вспомогательного инструмента при проведении прочностных расчетов зданий и сооружений в экспертизе промышленной безопасности
1 2 3
Макарова Т. В. , Семенов А. М. , Сомова Е. С. , Абдрахманов Д. М.4, Герасимова Л. М.5, Филин Б. Ю.6, Тумас С. Л.7, Колбенко А. О.8
Макарова Татьяна Владимировна /Makarova Tatjana Vladimirovna - инженер, экспертно-аналитический отдел; 2Семенов Александр Михайлович / Semenov Aleksandr Mihajlovich - начальник отдела, отдел технической диагностики взрывопожароопасных производственных объектов; 3Сомова Екатерина Сергеевна / Somova Ekaterina Sergeevna - ведущий инженер, проектно-аналитический отдел; 4Абдрахманов Денис Мавлютович / Abdrahmanov Denis Mavljutovich - ведущий инженер,
экспертно-аналитический отдел; 5Герасимова Людмила Михайловна / Gerasimova Ljudmila Mihajlovna - ведущий инженер, проектно-аналитический отдел; 6Филин Борис Юрьевич /Filin Boris Jur'evich - заместитель начальника отдела, отдел технической диагностики взрывопожароопасных производственных объектов; 7Тумас Сергей Леонидович / Tumas Sergej Leonidovich - начальник отдела, отдел технической диагностики химически опасных производственных объектов; 8Колбенко Алина Олеговна / Kolbenko Alina Olegovna - начальник отдела, проектно-аналитический отдел, ООО «Научно-технический центр «Анклав», г. Дубна
Аннотация: в настоящей статье описываются области применения программного комплекса «Лира» в качестве вспомогательного инструмента при проведении прочностных расчетов зданий и сооружений в экспертизе промышленной безопасности.
Ключевые слова: ПК «Лира», расчет на прочность, промышленная безопасность.
Программный комплекс «Лира» - это многофункциональный программный комплекс, предназначенный для проектирования и расчета строительных и машиностроительных конструкций различного назначения. Расчет выполняется на статические (силовые и деформационные) и динамические воздействия [4].
Помимо области проектирования, ПК «Лира» широко применяется для выполнения расчетов на прочность в сфере промышленной безопасности - расчетов существующей конструкции и (или) грунтов основания по действующим нормам проектирования с введением в расчет полученных в результате обследования или по проектной и исполнительной документации геометрических параметров конструкций, фактической прочности строительных материалов и грунтов основания, действующих нагрузок, уточненной расчетной схемы с учетом имеющихся дефектов и повреждений [2].
С помощью ПК «Лиры» можно реализовать такие расчеты, как:
- поверочный расчет на статические (силовые и деформационные) воздействия;
- поверочный расчет на динамические воздействия - расчет на ветровые нагрузки с учетом пульсации и сейсмические воздействия по нормативам стран СНГ, Европы, Африки, Азии и США;
- проверка сечений стальных и (или) железобетонных конструкций.
В основе программы лежит метод конечных элементов. Суть метода заключается в разбиении всей области, занимаемой конструкцией, на некоторое количество малых подобластей с конечным размером. Эти подобласти носят название конечных элементов, а само разбиение называется дискретизацией.
Процесс расчет включает в себя следующие этапы:
1) создание расчетной (геометрической) схемы;
2) задание сечений конструкций - их размеров, параметров, видов, типов;
3) задание материалов конструкций - металлических, железобетонных;
4) назначение сечений и материалов элементам расчетной схемы;
5) задание видов нагрузок и их сочетаний;
6) назначение нагрузок конструкциям;
7) расчет.
Расчетная схема представляет собой идеализированную модель конструкции. Модель разбивается на конечные элементы. В результате такой разбивки появляются узлы. Элементы и узлы схемы номеруются. В опорные узлы вводятся соответствующие связи - запрет перемещения по каким-либо степеням свободы, либо ограничение перемещения узла конечными элементами, моделирующими работу связи.
Нагрузки, назначаемые конструкциям, подразделяются на статические и динамические в соответствии с требованиями СП 20.13330.2011 [1].
Интерфейс программы и пример задания нагрузок на многоэтажное административно-производственное здание приведены на Рисунке 1.
Рис. 1. Пример задания нагрузки от собственного веса на конструкции многоэтажного здания
Результаты расчетов можно представить как в числовой форме (Рисунок 2), так и графически. Однако при выводе списков таблиц и формул выдаются такие огромные массивы данных, что проанализировать их практически невозможно. Поэтому наибольшая наглядность достигается при графическом отображении результатов в виде эпюр и изополей [3].
* Конструирование Ззгргх-г^р Сече*ю V Главный она W
* □
* т »
* * - с*.
» у, координата расчетной точки 13, см
II »К Е
У. = | - 2.5
Г' ■ высота поперечного сечей и я см 5
• устг>л-аостьвйецеитреино-схэтытэг-'аднтоегшдаосгмдействия иоиектэтгибел епюсшои хеспкп условие овеспеиено
.V < 0 и 0 < \Щ и 1у < 1г и < Я, Ус (56) С <р)А
-4.16 < 0 и 0 < |-С.00285] и 5 61 * 22 8 и 0 эт Б 16 * 2345317 * 1
* ™ ►
Рис. 2. Расчет на устойчивость внецентренно-сжатых элементов из плоскости действия момента при изгибе их в плоскости наибольшей жесткости
Перечень объектов, расчет которых позволяет осуществлять программа, обширен: это здания самого различного назначения, дымовые трубы (стальные, кирпичные, железобетонные), металлические башни, резервуары (надземные, подземные) и другие сооружения.
Так, например, для дымовых труб и сооружений башенного типа выполняется расчет на ветровые нагрузки с учетом пульсационной составляющей ветрового воздействия, для подземных резервуаров актуальна проверка статической прочности от действия внутреннего давления, прочности при сейсмическом воздействии. Также для промышленных зданий при расчетах учитываются вибрационные нагрузки от установленного оборудования. Программа позволяет реализовать даже такой интересный вид расчета, как расчет на сброс конструкций от взрыва, т.е. нагрузки от взрывного действия (задаются как ударные нагрузки).
Особенно ценен ПК «Лира» тем, что позволяет выполнить расчет диагностируемых объектов с учетом геометрических параметров и фактического местоположения дефектов, выявленных в процессе обследования. Если же воспользоваться дополнительным (непредустановленным) функциональным модулем «Динамика+», предназначенным для компьютерного моделирования поведения конструкций под динамическими нагрузками во времени, в том числе под сейсмическими воздействиями, то появляется возможность прогнозировать развитие дефектов с течением времени, при длительных сроках эксплуатации.
Но данные возможности и потребности будут интересны, прежде всего, продвинутым пользователям и узкоспециализированным компаниям. Чаще всего при проведении экспертизы промышленной безопасности необходимо выполнить именно проверку несущей способности строительных элементов конструкций. Расчетами учитываются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок согласно требованиям СП 20.13330.2011 [1]. Результаты проверки несущей способности представляются в виде процента исчерпания несущей способности, далее определяется коэффициент запаса несущей способности наиболее нагруженного элемента конструкции, что и является конечной целью при проведении поверочного расчета строительных конструкций в процессе экспертизы промышленной безопасности.
Литература
1. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»: утверждены Министерством регионального развития Российской Федерации, Приказ № 787 от 27.12.2010 г. // Минрегион России, 2011 г.
2. ГОСТ 31987-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»: утвержден Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, Приказ № 1984-ст от 27.12.2012 г. // Стандартинформ, 2014 г.
3. Перельмутер А. В., Сливкер В. И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа // А. В. Перельмутер, В. И. Сливкер. - Киев: Изд-во «Сталь», 2002. -600 с.: ил.
4. ЛИРА Софт. - 2013-2016 [Электронный ресурс]. URL: http://lira-soit.com/pc_lira/ (дата обращения: 03.03.2016).
5. ООО «ЛИРА Софт»: Лира. Брошюра (PDF). - 2003-2011 [Электронный ресурс]. URL: http://liracom.ua/ffles/detail.php?ro=1372 (дата обращения: 12.03.2015).
