Центр инженерных расчетов «Цифра» выполнил заказ компании «Политех-УИМП-XXI ВЕК», ответственной за проектирование трамплина спорткомплекса «Воробьёвы горы», – завершил расчеты обоснования ветровой нагрузки объекта. Все вычисления, в том числе аэродинамические, производились в программе ANSYS Fluent.
Разработать проект большого лыжного трамплина – нетривиальная задача. Самую значительную нагрузку на объект оказывает ветер, поэтому аэродинамические вычисления должны быть учтены в первую очередь. «Цифра» справилась со своей задачей в поставленные сроки и смогла определить все ветровые нагрузки на трамплин, провела визуализацию пространственного строения обтекающего потока воздуха.
Большой московский трамплин построен еще в 1953 году, именно здесь ковались всесоюзные кадры для олимпийских игр. К настоящему моменту, однако, этот спортивный объект устарел: федерация FIS поменяла нормативы. Было принято решение разработать проект реконструкции с учетом всех особенностей спорткомплекса «Воробьевы горы». Теперь, когда центр «Цифра» завершила обоснование ветровой нагрузки, Большой московский трамплин не просто будет соответствовать нормам FIS, но и окажется одним из самых современных в мире – его новые параметры позволят проводить соревнования любого уровня, российские, международные и олимпийские.
Трамплин должен выдерживать любые ветровые нагрузки. Например, в Москве, согласно статистике c 2007-го по 2017-й годы, средняя скорость ветра равна 3,7 м/c, а предельная скорость иногда достигает значений 11 м/c. Это не столь высокие значения, чтобы о них можно было беспокоиться, однако в прошлом и в этом году были зафиксированы настоящие ураганы со скоростью ветра около 30 м/c – именно такие ветровые нагрузки должен выдерживать Большой московский трамплин. «Центр» использовал в своем моделировании утвержденные Минстроем РФ нормативы «Нагрузки и воздействия» СП 20.13330 от 2016-го года. В частности, в этом своде указано, что на высоте 200 метров скорость ветра достигает 35 м/c.
В программе ANSYS Fluent были выбраны восточное, западное и фронтальное направления ветра. Инженеры центра «Цифра» показали, что на самых высоких участках трамплина ветер будет оказывать давление 500 Па. Далее эту модель можно будет применять для зональных расчетов, например, при выяснении воздействия ветра на скатывающегося лыжника.
В рамках проекта в программе SCAD 21.1 в свою очередь были получены изополя давления ветра на фасад объекта – они легли в основу аналогичных расчетов для металлических элементов трамплина и его фундамента. Этим занимались специалисты компании «ПОЛИТЕХ-УИМП-XXI ВЕК», так это уже не входило в задание «Цифры». Удалось выяснить разницу между установленным давлением ветра на объект и рекомендациями Минстроя, которая возникает из-за специфической формы рельефа вокруг трамплина и самой его конструкции.
Разработчики смогли выяснить, что, во-первых, из-за необычной геологической структуры и небольшой прочности поверхностных грунтов нагрузка ветра на сваи дает наибольший вклад, до 50 %, причем при выдергивании даже одной сваи она становится превалирующей. Во-вторых, при воздействии ветра может начаться деформация пролетных элементов трамплина – что следует учесть при обслуживании зоны разгона. В-третьих, ветер будет оказывать существенное воздействие на отделку фасада и другие конструкции трамплина.
