Проєкт стадіону із дослідженням поведінки дерев’яного каркасу

Abstract

У кваліфікаційній роботі розглянуто проєктування футбольного спортивного стадіону на 5000 глядацьких місць із застосуванням сучасних архітектурно-будівельних та конструктивних рішень. Актуальність теми зумовлена зростаючими вимогами до розвитку спортивної інфраструктури, підвищенням стандартів безпеки, надійності та енергоефективності спортивно-видовищних споруд, а також тенденціями використання екологічно доцільних і конструктивно ефективних матеріалів, зокрема клеєної деревини. У роботі детально опрацьовано розрахунково-конструктивну частину, що включає вибір і обґрунтування конструктивної схеми, визначення постійних, тимчасових і кліматичних навантажень, а також просторове моделювання несучих конструкцій стадіону методом скінченних елементів у програмному комплексі SCAD. Особливу увагу приділено аналізу напружено-деформованого стану клеєних дерев’яних напіварок, колон і систем зв’язків, перевірці їх міцності, жорсткості та стійкості. Розроблено й розраховано основні вузли з’єднання дерев’яних елементів із використанням сучасних кріпильних систем, що забезпечують надійну спільну роботу конструкцій і технологічність монтажу. Окремим розділом виконано проєктування підземної частини будівлі, зокрема фундаментів неглибокого закладення, з урахуванням інженерно-геологічних умов майданчика будівництва та перевіркою осідань за граничними станами. Також здійснено порівняльний аналіз варіантів покриття з використанням металевих і клеєних дерев’яних конструкцій, що дало змогу обґрунтувати доцільність застосування дерев’яних напіварок з позицій маси, експлуатаційних характеристик та архітектурної виразності

The thesis examines the design of a football stadium with a capacity of 5,000 spectators using modern architectural, construction, and structural solutions. The relevance of the topic is due to the growing demands for the development of sports infrastructure, higher standards of safety, reliability, and energy efficiency of sports and entertainment facilities, as well as trends in the use of environmentally friendly and structurally efficient materials, in particular glued laminated timber. The work details the design and construction part, which includes the selection and justification of the structural scheme, the determination of permanent, temporary, and climatic loads, as well as the spatial modeling of the stadium's load-bearing structures using the finite element method in the SCAD software package. Particular attention is paid to the analysis of the stress-strain state of glued laminated timber half-arches, columns, and truss systems, as well as to testing their strength, stiffness, and stability. The main connection nodes of wooden elements were developed and calculated using modern fastening systems that ensure reliable joint operation of structures and manufacturability of installation. A separate section is devoted to the design of the underground part of the building, in particular shallow foundations, taking into account the engineering and geological conditions of the construction site and checking for settlement beyond the limit states. A comparative analysis of roofing options using metal and glued wooden structures was also carried out, which made it possible to justify the feasibility of using wooden semi-roofs in terms of weight, performance characteristics, and architectural expressiveness.