Инженеры АО «ЦИФРА» рассчитали прочность фасадов «Лахта Центра» при помощи компьютерного моделирования

Специалисты АО «ЦИФРА» рассчитали прочность металлоконструкций фасадной системы небоскреба «Лахта Центр» при действии максимальной ветровой нагрузки по заказу ООО «Проспект-СПб», проектировщика и производителя элементов фасадной системы. Расчеты выполнены для оценки нагрузок, действующих на крепления фасадной системы к железобетонным перекрытиям небоскреба.

«Лахта Центр» располагается в Приморском районе Санкт-Петербурга, на берегу Финского залива. Ветер, дующий на берегу залива, может ударяться о стены небоскреба и формировать мощные завихрения, в некоторых случаях способные создавать колебания, как при 4-5-балльном землетрясении. Чтобы заранее проверить фасадные конструкции на прочность, на помощь архитекторам сегодня приходит компьютерное моделирование и аэродинамические испытания.

На «Лахта Центре» стеклянный фасад состоит из 16 505 фрагментов разной формы. Его общая площадь составляет 72 500 кв. м. В строительстве небоскреба применяют технологию холодногнутого стекла — в России пока только два таких здания. Ещё одно здание с применением этой технологии остекления – башня «Эволюция» в ММЦ «Москва-сити».

В натурных аэродинамических испытаниях фрагменты фасада испытывают на герметичность при воздействии дождя и сильного ветра. На специально возведенном макете стекло подвергают испытаниям, распыляя на него воду с помощью винтов самолета — таким образом моделируется сильный шторм.

За видимой частью фасада скрывается сложная механическая система, позволяющая в автоматическом режиме открывать и закрывать окна на высоте несколько сотен метров, обеспечивая при этом прочность и устойчивость конструкции фасада при воздействии сильного ветра. Создатели «Лахта Центра» изучили опыт строительства самого высокого в мире небоскреба в Дубае и ряда других высоток. Ветровую нагрузку тщательно рассчитывали канадские и новосибирские специалисты. Модель макета объекта помещали в аэродинамическую трубу. Проверялось давление на фасад здания и на само ядро. Получено, что нагрузка ветра меняется в зависимости от высоты и составляет от 300 до 500 Па. Эти данные использованы специалистами АО «ЦИФРА» для расчета прочности металлоконструкций фасадной системы небоскреба «Лахта Центр».

Инженеры АО «ЦИФРА» в программной системе ANSYS создали детальную трехмерную модель сложной фасадной системы технического этажа небоскреба «Лахта Центр». Данная модель позволяет в виртуальном режиме нагрузить систему максимальной ветровой нагрузкой и оценить усилия в каждой точке, без проведения реальных испытаний. В рамках выполненных исследований получено деформированное состояние металлоконструкций, определен коэффициент запаса устойчивости и нагрузки от фасадной системы на бетонную подошву, что позволит обеспечить прочность соединений и долговечность фасадной системы небоскреба «Лахта Центр». По итогам расчетов специалисты АО «ЦИФРА» определили, что даже при порыве ураганного ветра с залива со скоростью 100 км/ч металлоконструкции фасадной системы не будут деформироваться, что гарантирует возможность в любую погоду без участия человека закрывать и открывать окна на высоте 300 м.

«Расчет фасадных систем высотных зданий на воздействие ветровой нагрузки является одной из основных задач при их проектировании. Проектирование, изготовление и монтаж фасадных конструкций выполняется в условиях жёсткой конкуренции, с одной стороны, и необходимости обязательной проверки расчётов и технических решений экспертизой и смежными организациями, с другой стороны. Компании стремятся минимизировать расходы за счёт использования современных систем компьютерного моделирования и инженерного анализа», — отмечает Дмитрий Михалюк, генеральный директор АО «ЦИФРА».

Справка о компании