27. Расчет спортивного сооружения на воздействие от согласованного движения зрителей

Как известно, несущие конструкции, в особенности спортивных сооружений, должны удовлетворять требованиям комфортности при совместном действии статических нагрузок и динамического воздействия от согласованного движения зрителей (прыжки, топанье ногами и др.).
Динамическое воздействие от активных действий зрителей следует принимать в виде последовательности полусинусоидальных импульсов, заданных вертикальной распределенной по площади зрительской зоны трибуны нагрузкой Pv(t) (рис.1):

Рис.1. График динамической нагрузки pv(t) от активных действий зрителей

Значения и форма графика зависят от веса активной массы людей, синхронности их активных действий, частоты импульсов, которые они создают и контактного отношения. Исследование по оценке динамической комфортности несущих конструкций сооружений рассмотрим с применением модуля Динамика+ и спектрального модуля.
Рассмотрим методику данного исследования на примере оценки комфортности несущих конструкций железобетонных блоков с трибунами и подтрибунными помещениями спортивного стадиона.
Определим локальные формы и частоты собственных колебаний конструкций трибун и перекрытий. Определение можно выполнить с помощью расчетного модуля 100 "Модальный анализ". Ниже представлены локальные формы некоторых конструкций блока (рис.2, 3).

Рис. 2. Локальная форма колебаний конструкций трибун нижнего яруса

Рис. 3. Локальная форма колебаний конструкций перекрытия на отм. +8.900

Произведем расчет конструкций на статические нагрузки и динамическое воздействие от согласованного движения зрителей. Расчет рекомендуется выполнять во временной области методом прямого интегрирования уравнения движения. Для выполнения данного расчета спортивного сооружения в ПК ЛИРА 10.4 необходимо поменять параметры проекта на "в задаче будет использоваться система "Динамика +", а с помощью закладки "загружения" задать динамическое воздействие (рис.1), параметры интегрирования и сформировать матрицу масс.

Скачать демо-версию ПК ЛИРА

По результатам расчета необходимо определить точки (узлы) исследуемых конструкций с максимальными ускорениями в горизонтальном и вертикальном направлениях. Ниже представлены графики ускорений некоторых из них

Рис. 4. Схема расположения точек (узлов) конструкций трибун и перекрытий

Точка №1 (узел № 58617) конструкции трибун нижнего яруса

Рис.5. График ускорения точки №1 в направлении глобальной оси Z

Рис.6. График ускорения точки №1 в направлении глобальной оси Y

Рис.7. График ускорения точки №3 в направлении глобальной оси Z

Рис.8. График ускорения точки №3 в направлении глобальной оси Y

Оценку динамической комфортности пребывания людей на трибунах и в подтрибунных помещениях можно производить в табличной форме путем сравнения максимальных значений ускорений характерных точек (узлов) конечно-элементной модели с предельно допустимыми значениями ускорений по соответствующим направлениям.