ПРОЕКТУВАННЯ СТАЛЕВОГО КАРКАСУ ПРОМИСЛОВОГО ЦЕХУ НА ВИНИКНЕННЯ АВАРІЙНОЇ РОЗРАХУНКОВОЇ СИТУАЦІЇ - ЗІТКНЕННЯ ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ З КОЛОНОЮ КАРКАСУ

Анотація

У  статті  представлено  результати  впливу  автотранспорту  на  поведінку сталевої конструкції промислового цеху при зіткненні. Розглядався портальний промисловий цех з прольотом 18,0 м, довжиною 42,0 м і висотою колони 7,0 м. Відстань рам - основних поперечних систем - прийняли рівним 6,0 м. Розглядався випадок наїзду вантажівки на колону каркасу. Був припущений сценарій, в якому зіткнення відбувається, коли транспортний засіб залишає зону маневрування, розташовану в промисловому цеху. Отже, згідно з EN 1991-1-7, швидкість  транспортного  засобу  становить  10  км/год.  Вага  автомобіля  передбачалася 20000 кг.  Напрямок  удару  вважався  перпендикулярним  бічній  стіні  цеха.  Розрахунки проводились  у  два  етапи.  Перший  етап  виконувався  за  допомогою  статичного  аналізу  та передбачав оптимізацію перерізів балок і колон в постійному проектному положенні. Другий етап стосувався визначення внутрішніх сил від удару в аварійній розрахунковій ситуації та проводився  з  використанням  динамічного  аналізу.  В  процесі  дослідження  були  розглянуті конструктивні  системи  з  поперечним  перерізом,  складеним  з  нормальних  двотаврів  із паралельними  гранями  полиць  (IPE)  та  з  двотаврів  з  широкими  полицями  (HEA,  HEB). Враховані варіанти шарнірного та жорсткого з’єднання колони з фундаментом. Розрахунки проводилися за допомогою комп’ютерної програми Autodesk Robot Structural Analysis 2024. Результати  дослідження  показали,  що  на  низьких  швидкостях  автомобіля  вплив  не  є домінуючим завдяки стійкості конструкції. У випадку каркасів з профілів HEA, HEB та IPE внутрішні  сили  в  конструкції  та  їх  розподіл  в  окремих  стрижнях  не  становили  серйозної загрози для безпеки цеху. 
У  статті  порівнюються  значення  згинального  моменту  в  колоні  та  горизонтального зміщення кута рами, викликаного ударом, отримані за допомогою статичного та динамічного аналізу. Можна відзначити, що статичний аналіз не враховує динамічні впливи, в результаті чого  визначаються  занижені  значення  сил  і  переміщень.  Ці  відмінності  зростають  із збільшенням маси та швидкості об’єкта, що здійснює удар. 
Для ефективного використання статичного аналізу необхідно припустити еквівалентну силу удару в розрахунках, що описано більш детально в EN 1991-1-7.