Дослідження напружено-деформованого стану структурного покриття при влаштуванні сонячних панелей на його поверхні

Abstract

В роботі розглядалась одноповерхова будівля виробничого призначення, прямокутної форми в плані, без підвалу та з горищем. В якості перекриття даної будівлі використано металеві структурні блоки. Будівля в 2000 році підлягала реконструкції, в ході якої було змінено конструкцію даху з плоского на двоскатний. На існуючу металоконструкцію із структурних блоків влаштовано додаткові стійки, металеві крокви та прогони шатрової покрівлі. Існуючий металопрофіль використано в якості стелі, а нову конструкцію даху покрито новим шаром металопрофілю. В межах даних досліджень виконано технічне обстеження виробничої будівлі цеху по виготовленню сокових концентратів під літ. «Б», зокрема даху. За результатами обстежень було виявлено цілий ряд дефектів, зокрема демонтований нижній пояс структури для розміщення технологічного обладнання. В результаті чого, обстежуваний дах будівлі цеху по виготовленню сокових концентратів під літ. «Б» в цілому було віднесено до ІІІ категорії (непридатний до нормальної експлуатації стан) та визнано таким, що потребує підсилення після перевірочного розрахунку. Дослідження напружено-деформованого стану металевого структурного покриття виконано методом скінченних елементів. При розрахунку враховано всі види навантажень. В роботі наведено результати розрахунку. Встановлено стержні металевої структури, що не несуть задане навантаження та потребують підсилення. Для того щоб розмістити сонячні панелі на поверхні даху необхідно провести його підсилення. Розрахунок підсилення виконали теж в ПК Ліра. В роботі приведено результати розрахунків з відображенням відповідних елементів підсилення конструкції даху. Також наведено конструктивні креслення підсилення конструкції даху. Суть запроектованого підсилення полягає в об’єднанні металевих крокв даху з верхніми поясами структури в одну ферму, що забезпечує їх сумісну роботу. Також у влаштуванні додаткових поперечних ферм в місці демонтажу нижнього поясу структури для передачі навантажень на сусідні структури.

The work considered a one-story industrial building, rectangular in plan, without a basement and with an attic. Metal structural blocks were used as the ceiling of this building. The building was subject to reconstruction in 2000, during which the roof structure was changed from flat to gable. Additional racks, metal rafters and hip roof girders were installed on the existing metal structure made of structural blocks. The existing metal profile was used as a ceiling, and the new roof structure was covered with a new layer of metal profile. Within the framework of these studies, a technical inspection of the production building of the juice concentrates production workshop under the letter "B", in particular the roof, was carried out. According to the results of the inspections, a number of defects were found, in particular, the lower belt of the structure was dismantled to accommodate technological equipment. As a result, the roof of the juice concentrates production workshop under the letter "B" was inspected. "B" as a whole was classified as category III (unsuitable for normal operation) and recognized as requiring reinforcement after verification calculation. The study of the stress-strain state of the metal structural coating was performed using the finite element method. All types of loads were taken into account in the calculation. The results of the calculation are presented in the paper. The rods of the metal structure were installed, which do not carry the specified load and require reinforcement. In order to place solar panels on the roof surface, it is necessary to reinforce it. The reinforcement calculation was also performed in the Lira PC. The paper presents the results of the calculations with the display of the corresponding elements of the reinforcement of the roof structure. Also provided are the structural drawings of the reinforcement of the roof structure. The essence of the designed reinforcement is to combine the metal rafters of the roof with the upper belts of the structure into one truss, which ensures their joint operation. Also, in the arrangement of additional transverse trusses in the place of dismantling the lower belt of the structure to transfer loads to neighboring structures.