- •Компьютерные методы обучения.
- •1. Общие сведения о численных методах расчета.
- •1.1 Основная терминология.
- •1.2 Основные принципы матричного метода перемещений (ммп).
- •1.2.1 Основные гипотезы ммп:
- •1.2.2 Разрешающая система уравнений.
- •1.2.3 Порядок расчета ммп:
- •Основные принципы метода конечных элементов (мкэ).
- •1.3.1 Атрибуты конечного элемента.
- •1.3.2 Особенности мкэ.
- •1.3.3 Порядок подготовки и ввода исходных данных для мкэ:
- •1.3.4 Матрицы жесткости типовых стержневых элементов (плоская задача):
- •1.3.5 Принцип формирования общей матрицы жесткости конструкции.
- •1.3.6 Определение перемещений и усилий в элементах.
- •1.4 Основные расчеты, выполняемые на основе мкэ:
- •1.5 Основные принципы выбора расчетных схем.
- •1.5.1 Особенности работы с крупноразмерными задачами.
- •1.5.2 Оценка точности.
- •1.5.2 Контроль исходных данных и результатов расчета.
- •2. Общие принципы работы с пк stark es.
- •2.1 Основные размерности.
- •2.2 Используемые системы координат.
- •2.3 Окно графического ввода.
- •2.4 Команды просмотра.
- •2.5 Планка переключателей 1.
- •2.6 Планка переключателей 2.
- •2.7 Работа с командами меню «Фрагмент».
- •3 Работа c fea-проектами
- •3.1 Расчет плоских рам на статическую нагрузку.
- •3.1.1 Ввод исходных данных.
- •3.1.1.1 Задание геометрии рамы.
- •3.1.1.2 Ввод шарниров.
- •3.1.1.3 Ввод опорных закреплений.
- •3.1.1.2 Ввод нагрузок.
- •3.1.2 Статический расчет рамы и просмотр результатов.
- •3.1.3 Задание для самостоятельного расчета по теме рамы.
- •3.1.4 Особенности работы рамы в пространственной постановке.
- •3.1.5 Задания для самостоятельного расчета.
- •4. Ввод плоской плиты.
- •4.1 Ввод геометрии плиты при помощи позиций.
- •4.2 Ввод несущих стен.
- •4.3 Ввод отверстий.
- •4.4 Расчет плиты и вывод результатов.
- •4.4.1 Подготовка к расчету. Частичные и полные проекты.
- •4.4.2 Задание опорных закреплений.
- •4.4.3 Статический расчет плиты.
- •4.4.4 Просмотр результатов расчета.
- •4.4.5 Способы вывода результатов расчета:
- •Изображение результатов расчёта в виде изолиний (переключатель "Iso"):
- •Изображение результатов расчёта в виде изоповерхностей разного цвета с интерполяцией цветов (переключатель "Fl"37):
- •Изображение результатов расчёта по заданному сечению (переключатель "s"):
- •4.5 Ввод плиты при помощи dxf-файла.
- •4.5.1 Ввод и расчет плиты.
- •4.5.2 Подбор арматуры в плите.
- •4.6 Ввод плиты при помощи растра.
- •4.6.1 Ввод плиты.
- •4.6.2 Ввод балок.
- •4.6.3. Расчет арматуры балок.
- •4.7 Ввод упругого основания.
- •5 Расчет средней рамы железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.
- •5.1 Задание геометрии каркаса, особенности моделирования ферм и колонн.
- •5.2 Задание нагрузок на раму каркаса, работа с нагружениями.
- •5.3 Общий расчет рамы каркаса и определение рсу в колоннах.
- •5.4 Расчет армирования элементов.
- •3.3.5 Расчет армирования элементов.
- •6. Расчет стальной фермы покрытия одноэтажного промышленного здания.
- •6.1 Ввод расчетной схемы, особенности моделирования стальных ферм.
- •6.2 Задание нагрузок на ферму.
- •6.3 Статический расчет фермы.
- •6.4 Определение рсу и расчет элементов ферм по несущей способности.
- •5.6 Задание для самостоятельной работы (по двум темам).
- •7. Расчет арок.
- •Задания на зачет. Расчет рам.
- •Расчет ферм из стальных профилей.
- •Расчет железобетонных ферм.
4.5 Ввод плиты при помощи dxf-файла.
4.5.1 Ввод и расчет плиты.
Задание 6. Ввести при помощи DXF-файла плиту, представленную на рис. 34. Толщина плиты 180 мм. Распределенная временная нагрузка 400 кг/м2, учитывать нагрузку от собственного веса плиты. Опирание на квадратные колонны размером 300300, высотой 3 м. Шаг разбиения через 0.6 м.
Рис. 34 Схема плоской плиты для ввода при помощи DXF-файла.
Рисуем очертания плиты в Autocad и преобразуем в DXF-файл. |
|
||||
Создаем новый 3D-POS проект. Параметры этажа такие же, как и в предыдущем проекте. Выбираем пункт меню → Растр → DXF открыть и выбираем нужный DXF-файл. |
|
||||
Заполняем появившееся диалоговое окно, задавая масштабные коэффициенты и единицы измерения (в нашем случае требуемые единицы измерения – метры) и нажимаем «ОК». Таким образом, каждая условная единица чертежа будет приравнена 1 метру. |
|
||||
Нажимаем кнопку XY под окном просмотра. |
|
||||
Полученное изображение можно редактировать при помощи команды → DXF редактировать: менять масштаб изображения, смещать, поворачивать при помощи соответствующих клавиш в окне выбора. |
|
||||
В верхнем меню выбрать пункты: → Позиции: → -Плита/ стена/ рампа→ -установить В появившейся боковой командной панели нажимаем кнопку «Плита». Отключим переключатель «Видимые этажи». Нажимаем кнопку «Характеристики». |
|
||||
В появившемся диалоговом окне задаем характеристики плиты: В закладке «Материал» задаем следующие параметры:
Ставим галочку в окне «Со сдвиговой деформацией». |
|
|
|||
Закладка «Нагрузки»: Постоянная – 0 кН/м2; Временная нагрузка – -4 кН/м2;
|
|
|
|||
В закладке «Шаблон» - задаются параметры для генерации конечно-элементной сетки:
Угол поворота шаблона относительно оси OR =0. И нажимаем кнопку «ОК». |
|
|
|||
В закладке «Опорная плоскость» проверяем координату верха стены: (0, 0, 3), и нажимаем кнопку «OK».
|
|
|
|||
Нажимаем переключатели [F] (привязка к DXF-файлу) и переключатель [S] в планке переключателей 1 (аналог пересечения в объектной привязке Autocad). |
|
В рабочем окне последовательно щелкаем левой кнопкой мыши по вершинам плиты. |
|
Ввод плиты завершается повторным щелчком по начальной точке плиты. |
|
Для удаления плиты – подвести курсор к удаляемой плите и щелкнуть по ней левой клавишей мыши.
Пункт меню «Отобразить» позволяет создать симметричное отражение (?) плиты относительно заданной оси:
Оси Х (переключатель «Х»);
Оси Y (переключатель «Y»);
Задание оси отражение при помощи двух точек или линейной функции возможно при помощи переключателя «Ось» и соответствующих кнопок в нижней строке.
В верхнем меню выбрать пункты: → Позиции: → -колонны→ -установить Отключим переключатель «Видимые этажи». Нажимаем кнопку «Характеристики». |
|
||||||||||||||
После нажатия кнопки «Характеристики» появляется диалоговое окно «Свойства колонны». В закладке «Колонна» указываем: Тип сечения - прямоугольная; Ширина сечения = 0.3 м; Высота сечения = 0.3 м; Длина колонны = 3 м; Модуль упругости Е = 3е+7 кН/м2 (для бетона естественного твердения класса В25); Удельный вес = 27.5 кН/м3 (расчетное значение); Коэффициент Пуассона = 0.2. Ставим галочку в окне «Деление колонн» для сгущения КЭ-сетки плиты в месте опирания на нее колонн каркаса. Ввод завершается нажатием кнопки «ОК». |
|
||||||||||||||
В рабочем окне щелчком левой кнопки мыши выбираем одну из осей колонны. |
|
||||||||||||||
Затем так же выбираем вторую ось колонны. Колонна будет установлена в точке пересечения осей. |
|
||||||||||||||
Аналогично вводятся все остальные колонны. |
|
||||||||||||||
Нажимаем кнопку и сохраняем частичный POS-проект.
|
|
||||||||||||||
.Выбираем пункты меню: → Редактировать → Связи → Опорные закрепления → Узловые опоры: → -установить. |
|
||||||||||||||
В окне выбора появится дополнительная планка переключателей (поз. 10 на схеме окна графического ввода). На ней выбираем следующие параметры:
Связи двухсторонние – параметр «Сж.+Р.» (работа на сжатие и растяжение). В окне редактора показаны жесткости закрепления, соответствующие модулю упругости бетона. Оставляем их без изменения. |
|
|
|||||||||||||
На панели графических функций выбираем проекцию XZ. |
|
|
|||||||||||||
На планке переключателей 2 выбираем переключатель [Box]. |
|
|
|||||||||||||
В рабочем окне при помощи рамки выбираем все изображенные на экране нижние узлы. |
|
|
|||||||||||||
На панели графических функций выбираем проекцию XY. |
|
|
Для управления выводом результатов статического расчета для оболочечных элементов используется понятие “плоскостей осреднения” – KNFL. Напряжения/усилия для каждого элемента вычисляются во всех узлах этого элемента. Если мы хотим, чтобы для узлов, принадлежащих разным элементам, эти результаты были осреднены, то эти элементы должны принадлежать одной плоскости осреднения. Значения усилий и напряжений усредняются только среди элементов, принадлежащих одной плоскости KNFL. В случае если осреднение не должно проводиться (например, для определения скачков поперечных сил в районе опор), такие элементы должны принадлежать разным плоскостям осреднения (KNFL). При этом нужно следить за тем, чтобы местные системы координат для элементов, принадлежащих одной KNFL, были согласованы друг с другом.
Например, если необходим расчет армирования плиты и применяются абсолютно твердые тела (АТТ) для моделирования совместной работы плиты и колонн, то для корректного определения усилий в сечениях плиты по грани колонн «следы» колонн на плите должны быть заданы в отдельной от остальной плиты KNFL. «Следы» колонн всех плит можно задать в одной KNFL, поскольку эти элементы друг с другом не соединены, и не имеет значения, принадлежат они разным или одной KNFL.
Для задания новой KNFL выбираем пункты верхнего меню: → Редактировать → KNFL. В дополнительной командной панели нажимаем кнопку «Новая KNFL». |
|
|
С помощью рамки (переключатель [Box] на планке переключателей 2) выбираем элементы плиты по «следу» колонн39. |
|
Запускаем данный проект на расчет, как указано выше.