«ЦИФРА» проводит расчеты для реконструкции лыжного трамплина на Воробьевых горах

18 октября 2018 года компания « Центр инженерно-физических расчетов и анализа» (АО «ЦИФРА») сообщила о том, что «Большой» лыжный трамплин на Воробьевых горах проходит реконструкцию: геометрия профиля трамплина и инженерные системы будут изменены в соответствии с обновленными требованиями Международной федерации лыжного спорта, что позволит проводить международные соревнования высокого класса.

При перепроектировании трамплина учтут действие ураганов. С учетом сложного рельефа Воробьевых гор, главный фактор возможного выдергивания свай трамплина – это ветер. Ветровая нагрузка составляет 50% от усилий в сваях. Чтобы определить условия долговечности конструкции и обеспечить эксплуатацию спортивного объекта на высоком уровне, петербургские специалисты из АО «ЦИФРА» по заказу проектирующей компании ООО «ПОЛИТЕХ-УИМП-XXI ВЕК» выполнили расчет ветровой нагрузки методами вычислительной аэродинамики.

Для того чтобы проанализировать прочность и надежность проектируемой конструкции под воздействием ветра, специалисты «Центра инженерно-физических расчетов и анализа» построили компьютерную модель трамплина и окружающего рельефа. С помощью математического моделирования они определили распределение ветровой нагрузки на поверхности трамплина и выполнили пространственную визуализацию обтекающего трамплин потока.

«Мы смоделировали движение ветра в трех потенциально опасных направлениях: восточное, западное и северное. Определили, что давление ветра на корпус трамплина на уровне башни и наиболее высоких участков конструкции достигает 0,5 КПа. Учитывая площадь фасада сооружения и его высоту, такое ветровое давление вызывает в колоннах существенные вырывающие усилия, достигающие 50 тонн. Худшим случаем набегающего потока для трамплина является боковой восточный ветер – он дает максимальный опрокидывающий момент и вызывает максимальные горизонтальные перемещения пролетной части. Полученные картины ветрового поля в различных зонах трамплина проектировщики будут использовать для дальнейшего расчетного обоснования и анализа элементов конструкции». к.т.н. Дмитрий Сергеевич Михалюк, генеральный директор АО «ЦИФРА»

Проектировщики конструктивной и архитектурной части трамплина из ООО «ПОЛИТЕХ-УИМП-XXI ВЕК» приняли поля ветрового давления на корпус трамплина за основу при расчете прочности металлической конструкции и свайного фундамента. При этом обнаружены отличия между фактическим ветровым давлением, полученным из расчета, и условиями, описанными в рекомендациях нормативно-технических документов по проектированию. Эти отличия касаются, в первую очередь, интенсивности ветрового давления по краям сооружения. Их учет дает более высокие значения усилий в колоннах, чем по требованиям стандартных норм.

«Расчет ветровой нагрузки методами вычислительной аэродинамики позволил существенно уточнить ветровое давление на фасад сооружения, получить более реалистичные усилия в опорных элементах и обеспечить большую надежность и прочность трамплина в целом». к.т.н. Дмитрий Валерьевич Климшин, технический директор ООО «ПОЛИТЕХ-УИМП-XXI ВЕК»

Для того чтобы стабилизировать крен сооружения и уменьшить вырывающие усилия на сваи, цокольный этаж трамплина выполнен из бетона с колоннами 1200х1200 мм и заглублен в грунт на 5 метров. За счет массы цокольного этажа достигается отсутствие вырывающих усилий на свайном поле, что позволяет также более оптимально использовать сваи.

Для расчета ветрового давления специалисты использовали программную систему Ansys Fluent, а для проектирования применяли расчетный комплекс SCAD 21.1. Как отметили проектировщики, главные особенности лыжного трамплина, которые требуется учесть с точки зрения проектирования — это, во-первых, критическая роль ветровой нагрузки в усилиях на сваях фундамента сооружения, во-вторых, появление под воздействием ветра изгиба зоны разгона лыжников в пролетной части трамплина, в-третьих, влияние ветра на крепления отделки и элементы фасада трамплина.