DOI: https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.070720.83.644

Технічне обстеження і розрахунок конструкцій споруди з урахуванням улаштування на покрівлі сонячних панелей

S. M. Romanenko, Ya. P. Andrievskaya

Анотація


Постановка проблеми. Ситуація з використанням енергії Сонця у світі рухається вперед швидкими темпами. Всього за 10 років (з 2010 по 2019 р.) сонячна енергетика в Україні перетворилася з екзотичного захоплення декількох багатих бізнесменів на економічну галузь, що бурхливо розвивається. До 2030−2035 року Україна увійде в число країн, що покривають до чверті необхідної потреби в енергії за рахунок альтернативних джерел. Наразі постає ефективним рішення для суб’єктів підприємницької діяльності та виробництва встановлення сонячних електростанцій на дахах будівель та споруд. У зв’язку із цим будівельні конструкції покриття будівель та споруд потребують перевірки несної здатності та експлуатаційної придатності. Аби визначити можливість використання існуючих конструкцій в подальшому, виконується обстеження існуючих конструкцій і перевірні розрахунки для з’ясування несної здатності елементів каркаса в результаті зростання навантаження (кріплення сонячних панелей). Конструкції, які не задовольняють вимогам перевірних розрахунків, можуть бути посилені з відновленням їх працездатності і підвищенням несної здатності за рахунок спеціальних заходів або замінені на нові. Наведенорезультати обстеження споруди та перевірні розрахунки існуючих конструкцій навісу. Мета дослідження −для оцінки несної здатності металоконструкцій каркаса спорудження покрівлі виконати розрахунок металевої ферми в програмному комплексі «Ліра САПР 2013», який є комп'ютерною системою для структурного аналізу і проектування. Розрахунок ферми виконати в такій послідовності: визначення та збір навантаження; встановлення розрахункової схеми ферми; визначення розрахункових зусиль в елементах ферми; підбір поперечних перерізів розтягнутих і стиснутих елементів. Висновок.Розрахунок прогону покриття і колони показав, що існуючі перетини колони і прогону не задовольняють вимогам і потребують посилення або повної заміни. Прийнято рішення, що експлуатація споруди після установки на даху елементів джерел альтернативної енергії можлива за умови розроблення спеціального проекту на посилення або заміну колон поперечної рами навісу. 


Ключові слова


колона; ферма; прогін; підсилення; навантаження; переміщення

Повний текст:

PDF

Посилання


Barashykov A.Ya. and Malyshev O.M. Otsenka tekhnycheskoho sostoianyia stroytelnыkh konstruktsyi, zdanyi y sooruzhenyi [Assessment of the technical condition of building structures, buildings and structures]. Kyiv: SMC of the State Labor Inspectorate of Ukraine, 1998, 23 p. (in Russian).

Horodetskyi D.A., Barabash M.S., Vodopianov R.Iu., Tytok V.P. and Artamonova A.E. Prohramnыi kompleks Lyra-Sapr 2013: uchebnoe posobye [Study Guide software package Lira-SAPR 2013: study guide]. Moscow : Electronic edition, 2013, 376 p. (in Russian).

DSTU B V.3.1-2:2016.Remont i pidsilennya nesuchih i ogorodzhuvalnih budivelnih konstruktsiy ta osnov budivel ta sporud [DSTU B B.3.1-2: 2016. Repair and reinforcement of load-bearing and enclosing building structures and foundations of buildings and structures]. [Effective from 2017-04-01].View. offic. Kyiv : UkrNDNC, 2017, 67 p.

(in Ukrainian).(State Standard of Ukraine).

DSTU-N B V.1.2-18:2016. Nastanova shchodo obstezhennia budivel i sporud dlia vyznachennia ta otsinky yikh tekhnichnoho stanu [DSTU-N B B.1.2-18: 2016. Guidelines for inspection of buildings and structures to determine and assess their technical condition]. [Effective from 2017-04-01]. View. offic. Kyiv : UkrNDNC, 2017, 32 p.

(in Ukrainian). (State Standard of Ukraine).

DSTU B V.2.6-210-2016. Otsinka tekhnichnoho stanu stalevykh budivelnykh konstruktsii, shcho ekspluatuiutsia [DSTU B B.2.6-210-2016. Assessment of the technical condition of steel structures in operation]. [Effective from 2017-01-01]. View. offic. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2016, pp. 46−51.

(in Ukrainian). (State Standard of Ukraine).

DBN V. 1.2-14-2018. Zahalni pryntsypy zapezpechennia nadiinosti ta konstruktyvnoi bezpeky budivel ta sporud [DBN B. 1.2-14-2018. General principles of ensuring the reliability and structural safety of buildings and structures]. [Effective from 2019-01-01]. View. offic. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2018, 29 p.

(in Ukrainian).(State building norms of Ukraine).

DBN V.1.2-9-2008. Systema zabezpechennia nadiinosti ta bezpeky budivelnykh ob`iektiv. Osnovni vymohy do budivel i sporud. Bezpeka ekspluatatsii [DBN B.1.2-9-2008. System for ensuring the reliability and safety of construction sites. Basic requirements for buildings and structures. Operational safety]. [Effective from 2008-10-01]. View. offic. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2008, 21 p. (in Ukrainian). (State building norms of Ukraine).

DBN V.2.6-198:2014. Stalevi konstruktsii. Normy proektuvannia [DBN B.2.6-198: 2014. Steel structures. Design standards]. [Effective from 2015-01-01].View. offic. Kyiv : Ministry of Regional Development of Ukraine, 2014, 199 p. (in Ukrainian). (State building norms of Ukraine).

Kozlov S.V. and Kudashkin M.S. Usilenie stalnyih konstruktsiy metodom uvelicheniya secheniya s ispolzovaniem plazmennoy svark .[ Strengthening steel structures by increasing the cross section using plasma welding]. Zbirnik naukovih prats Ukrayinskogo naukovo-doslIdnogo ta proektnogo Institutu stalevih konstruktsIy Imeni

V.M. Shimanovskogo [Zbіrnik naukovyh prats Ukrainian Ukrainian pre-scientific and design institute of steel construction named after V.M. Shimanovskyi]. Vol. 4, 2009, pp. 108−113. (in Russian).

Popov V.O. and VoytsehIvskiy O.V. Ratsionalni metodi pidsilennya prostorovogo karkasu kinokontsertnogo zalu "rayduga" v umovah zbilshennya navantazhennya [Rational methods of strengthening the spatial framework of the cinema-concert hall "rainbow" in terms of increasing the load]. Budivelni konstruktsiyi: teoriya i praktika [Building constructions : theory and practice]. 2017, vol. 1, pp. 15−21. (in Ukrainian).

Romanenko S.N. and Andrievskaya Ya.P. Usilenie suschestvuyuschey nesuschey konstruktsii pokryitiya [Reinforcement of the existing load-bearing structure of the coating]. Suchasni budivelni konstruktsiyi z metalu ta derevini : zbirnik naukovih prats [Modern building structures made of metal and wood : a collection of scientific papers]. Odessa, 2019, vol. 23, pp. 74−81. (in Russian).

Romanenko S.M. and Andrievska Ya.P. Svidotstvo pro reestratsiyu avtorskogo prava na tvir № 97144 Proektuvannya pidsilennya krokvyanoyi fermi (Ukrayina); zayav. 08.04.2020 [Certificate of registration of copyright to the work no. 97144 Design of strengthening the rafter farm (Ukraine); application 04/08/2020]. (in Ukrainian).

Adam J.M., Ivorra S., Gimenez E., Moragues J.J., Miguel P., MirAgall C. and Calderon P.A. Behaviour of axially loaded RC columns strengthened by steel angles and strips. Steel and composite structures. 2007, no. 7 (5),

pp. 405–419.

Abramski M. Load-carrying capacity of axially loaded concrete-filled steel tubular columns made of thin tubes. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2018, vol. 18, pp. 902–913.

Yang Y., Chen Z., Zhao Z. et al. Axial compression performance of steel box columns with different strengthening schemes. International Journal of Steel Structures. 2017, vol. 17, pp. 367–378.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Барашиков А. Я., Малышев А. Н. Оценка технического состояния строительных конструкций, зданий и сооружений. Київ : НМЦ Держнаглядохоронпраці України, 1998. 231 с. 



Городецкий Д. А., Барабаш М. С., Водопьянов Р. Ю., Титок В. П., Артамонова А. Е. Программный комплекс Лира-Сапр 2013:  учеб. пособ. Москва : Электронное издание, 2013. 376 с.


ДСТУ Б В.3.1-2:2016. Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель та споруд. [Чинний з 2017-04-01]. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2017. 67 с. (Державний стандарт України).


ДСТУ-Н Б В.1.2-18:2016. Настанова щодо обстеження будівель і споруд для визначення та оцінки їх технічного стану. [Чинний з 2017-04-01]. Вид. офіц. Київ : ДП «УкрНДНЦ», 2017. 32 с. (Державний стандарт України).


ДСТУ Б В.2.6-210-2016. Оцінка технічного стану сталевих будівельних конструкцій, що експлуатуються. [Чинний з 2017-01-01]. Вид. офіц. Київ : Мінрегіон України, 2016. C. 46−51. (Державний стандарт України).


ДБН В. 1.2-14-2018. Загальні принципи запезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель та споруд. [Чинний з 2019-01-01].Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2018. 29 с. (Державні будівельні норми України).


ДБН В.1.2-9-2008. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об`єктів. Основні вимоги до будівель і споруд. Безпека експлуатації. [Чинний з 2008-10-01 ].Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбуд України, 2008. 21 с. (Державні будівельні норми України).



ДБН В.2.6-198:2014. Сталеві конструкції. Норми проектування. [Чинний з 2015-01-01]. Вид. офіц. Київ : Мінрегіон України, 2014. 199 с. (Державні будівельні норми України).


Козлов С. В., Кудашкин М. С. Усиление стальных конструкций методом увеличения сечения с использованием плазменной сварки.Збірник наукових праць Українського науково-дослідного та проектного інституту сталевих конструкцій імені В. М. Шимановського. Вип. 4. 2009. С. 108−113.


Попов В. О., Войцехівський О. В. Раціональні методи підсилення просторового каркаса кіноконцертного залу «райдуга» в умовах збільшення навантаження. Будівельні конструкції : теорія і практика. 2017. Вип. 1. С. 15−21.


Романенко С. Н., Андриевская Я. П. Усиление существующей  несущей конструкции покрытия. Сучасні будівельні конструкції з металу та деревини. Вип. 23. Одеса,2019. С. 74−81. 


Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 97144. Проектування підсилення кроквяної ферми. С. М. Романенко, Я. П. Андрієвська (Україна); заяв. 08.04.2020.


Adam J. M., Ivorra S., Gimenez E., Moragues J. J., Miguel P., MirAgall C., Calderon P. A. Behaviour of axially loaded RC columns strengthened by steel angles and strips. Steel and composite structures. 2007. № 7 (5).
Рp. 405–419. URL: https://doi.org/10.12989/scs.2007.7.5.405  


Abramski M. Load-carrying capacity of axially loaded concrete-filled steel tubular columns made of thin tubes. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2018. Vol. 18. Pp.902–913. URL: https://doi.org/10.1016/j.acme.2018.01.002 


Yang Y., Chen Z., Zhao Z. et al. Axial compression performance of steel box columns with different strengthening schemes. International Journal of Steel Structures.2017. Vol. 17. Pp.367–378. URL: https://doi.org/10.1007/s13296-017-6001-0