Дослідження міцності та деформівності вузла обпирання металевої колони на фундамент

Abstract

В кваліфікаційній роботі було встановлено, що сучасне проєктування вузлів обпирання сталевих колон базується на європейських стандартах (ДСТУ Б EN 1993, ДСТУ Б EN 1090), які забезпечують високий рівень надійності та безпеки. З'єднання через опорну плиту залишається ефективним конструктивним рішенням. Програмні засоби, зокрема IDEA StatiCa, дають змогу виконувати глибокий аналіз конструкцій із врахуванням складних навантажень, нелінійної поведінки матеріалів та потенційних режимів руйнування. В другому розділі «Методика дослідження НДС вузла» завдяки використанню CBFEM у програмі IDEA StatiCa було продемонстровано високу точність у розрахунках. Врахування пластичності, контактних взаємодій та геометричних параметрів дозволило створити достовірну модель з'єднання. Це забезпечило можливість ефективного інженерного аналізу з урахуванням вимог нормативів Eurocode. В третьому розділі «Результати досліджень» результати розрахунків підтвердили ефективність запропонованої конструкції. Напруження в елементах вузла перебувають у межах допустимих значень, хоча деякі компоненти (зокрема полиці колони та окремі анкери) наближаються до граничного навантаження, що вимагає додаткової перевірки чи посилення. Виявлена асиметрія розподілу навантаження, а також нерівномірний тиск у бетонній основі, підкреслюють важливість ретельного проєктування і перевірки вузла на всіх рівнях. В четвертому розділі «Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях» езпечне виконання робіт у зоні примикання колони до фундаменту вимагає дотримання всіх норм охорони праці, регулярного інструктування працівників, наявності засобів індивідуального захисту та плану дій у разі надзвичайних ситуацій. Це сприяє не лише зниженню ризику травматизму, а й підвищенню загальної якості будівельних робіт.

In the qualification thesis, it was established that modern design of steel column support joints is based on European standards (DSTU B EN 1993, DSTU B EN 1090), which ensure a high level of reliability and safety. The connection through a base plate remains an effective structural solution. Software tools, particularly IDEA StatiCa, allow for in-depth structural analysis, taking into account complex loading conditions, nonlinear material behavior, and potential failure modes.

In the second chapter, “Methodology of Stress-Strain State (SSS) Analysis of the Joint”, the use of CBFEM in the IDEA StatiCa software demonstrated high accuracy in calculations. Considering plasticity, contact interactions, and geometric parameters allowed for the creation of a reliable model of the joint. This enabled effective engineering analysis in compliance with Eurocode regulations.

In the third chapter, “Research Results”, the calculation results confirmed the effectiveness of the proposed design. Stresses in the joint elements remain within permissible limits, although some components (particularly the column flanges and certain anchors) approach their load capacity, which requires additional verification or reinforcement. The identified load distribution asymmetry, as well as uneven pressure on the concrete base, emphasize the importance of careful design and joint verification at all levels.

In the fourth chapter, “Occupational Safety and Emergency Preparedness”, safe execution of work in the area where the column connects to the foundation requires adherence to all occupational safety standards, regular worker instruction, availability of personal protective equipment, and an emergency action plan. This contributes not only to reducing the risk of injury but also to improving the overall quality of construction work.