- •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.
6.4 Определение рсу и расчет элементов ферм по несущей способности.
Выбираем пункты верхнего меню: → Расчет → Конструктивный. В появившемся диалоговом окне в разделе «Расчетные сочетания усилий» выбираем опции «По СНиП» и «В сечениях стержней». Затем нажимаем кнопку «OK».
В появившемся диалоговом окне «Определение расчетных сочетаний усилий» задаем параметры для расчета РСУ110 в соответствии с таблицей.
Таблица 3.12
Номер нагружения111 |
Тип нагружения |
Источник |
Группа крана |
Знакопеременное |
Кн |
Кд |
1 |
Постоянное |
- |
- |
- |
1.05 |
- |
2 |
Постоянное |
- |
- |
- |
1.3 |
- |
3 |
Постоянное |
- |
- |
- |
1.2 |
- |
4 |
Постоянное |
- |
- |
- |
1.1 |
- |
5 |
Кратковременное |
снеговое |
- |
- |
1.43 |
0.5 |
В области “Вывести в…” задается форма вывода результатов расчета. В зависимости от того, какая опция была установлена в данной области, по окончании расчета либо выводится протокол расчета РСУ во Viewer или MS Word, либо создается текстовый файл формата CSV, который можно прочитать, например, из программы MS EXCEL.
Нажимаем кнопку «Расчет».
Появится диалоговое окно «Задание элементов для определения РСУ», в котором задаем количество расчетных сечений для каждого элемента (2), а затем нажимаем кнопку «Добавить группу». Появится диалоговое окно «Редактирование группы элементов и коэффициентов сочетаний». Нажимаем кнопку «Выбор в графике». |
|
|
Нажимаем кнопку «Отметить» в дополнительной планке переключателей, а затем при помощи рамки (переключатель [Box] на планке переключателей 2) выбираем все элементы фермы. По окончании выбора нажимаем кнопку «Расчет». |
|
Возвратившись в диалоговое окно «Редактирование группы элементов и коэффициентов сочетаний», нажимаем кнопку «Продолжить». По окончании нажимаем кнопку «OK».
После этого будет автоматически запущен расчет РСУ, а затем выведены результаты. Если расчет РСУ уже проводился, то, нажав кнопку «Результаты», можно вывести РСУ без повторного расчета. Для выхода в основное окно программы нажимаем кнопку «ОК».
Расчет элементов ферм на прочность и устойчивость.
Расчетные длины элементов фермы определяются в соответствии с п. 6.1 СНиП II-23-81*. Характеристики элементов представлены в таблице (нумерация элементов показана на рис. 42):
№ элемента |
Тип элемента |
Длина l, м |
Расчетная длина в плоскости lx, м |
Расчетная длина из плоскости ly, м |
Исходное сечение |
1 |
Элемент верхнего пояса |
3.01 |
3.01 |
6.02112 |
14010 |
2 |
Элемент верхнего пояса |
2.5 |
3.01 |
6.02 |
14010 |
3 |
Стойка |
2.2 |
1.76 |
2.2 |
635 |
4 |
Опорный раскос |
3.87 |
3.87 |
3.87 |
806 |
5 |
Раскос |
3.87 |
3.10 |
3.87 |
806 |
6 |
Элемент нижнего пояса |
6.0 |
6.0 |
6.0 |
1008 |
7 |
Элемент верхнего пояса |
3.0 |
3.01 |
6.02 |
14010 |
8 |
Элемент верхнего пояса |
3.0 |
3.01 |
6.02 |
14010 |
9 |
Стойка |
2.7 |
2.16 |
2.7 |
635 |
10 |
Раскос |
4.21 |
3.37 |
4.21 |
806 |
11 |
Раскос |
4.21 |
3.37 |
4.21 |
806 |
12 |
Элемент нижнего пояса |
6.0 |
6.0 |
6.0 |
1008 |
13 |
Элемент верхнего пояса |
3.0 |
3.01 |
6.02 |
14010 |
14 |
Элемент верхнего пояса |
3.0 |
3.01 |
6.02 |
14010 |
15 |
Стойка |
3.2 |
2.56 |
3.2 |
635 |
16 |
Раскос |
4.21 |
3.37 |
4.21 |
806 |
17 |
Раскос |
4.21 |
3.37 |
4.21 |
806 |
18 |
Элемент нижнего пояса |
6.0 |
6.0 |
6.0 |
1008 |
19 |
Элемент верхнего пояса |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
14010 |
20 |
Элемент верхнего пояса |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
14010 |
21 |
Стойка |
2.7 |
2.16 |
3.09 |
635 |
22 |
Раскос |
3.87 |
3.10 |
3.87 |
806 |
23 |
Опорный раскос |
3.87 |
3.87 |
3.87 |
806 |
24 |
Элемент нижнего пояса |
6.0 |
6.0 |
6.0 |
1008 |
25 |
Стойка |
2.2 |
1.76 |
2.2 |
635 |
Конструктивный расчет элементов на прочность и устойчивость проводим при помощи программы «Металл». Рассчитаем элементы верхнего пояса. Для этого запускаем программу «Металл» и ставим галочку в поле «РСУ из STARK-ES». Нажимаем кнопку «Обзор» и задаем путь к файлу с расширением *.met, в котором содержатся результаты расчета РСУ.
В поле «Нормы проектирования» выбираем «СНиП II-23-81».
В верхней панели инструментов выбираем кнопку (прокатные стойки). В появившемся диалоговом окне выбираем нужный тип сечения (два уголка). |
|
|||||
Нажимаем кнопку «Наименование элемента». В появившемся диалоговом окне задаем коэффициент условия работы – 0.95. Для выхода нажимаем кнопку «ОК». |
|
|||||
Нажимаем кнопку «Выбор профиля и марки стали…». Задаем следующие параметры:
Нажимаем кнопку «Выход». |
|
|||||
Нажимаем кнопку «Задание номеров стержней». Заполняем вручную таблицу так, как было указано в п. 3.3.4. Нажимаем кнопку «Выход». В основном диалоговом окне нажимаем кнопку «Комбинации №1». |
|
|||||
Нажимаем кнопку «Характеристики гибкости». В окне «Предельная гибкость» выбираем величину «180-60а» (по табл. 19* СНиП II-23-81*). Задаем расчетные длины:
Нажимаем кнопку «Выход». |
|
|||||
Нажав кнопку «Задание / редактирование усилий» можно изменить величины расчетных усилий114. В данном случае программа «Металл» экспортировала расчетные усилий из ПК STARK ES. Нажимаем кнопку «Выход». |
|
|||||
Нажимаем кнопку «Расчет». На вопрос «Стержень закреплен от потери устойчивости, проверяемой по ф. 56 СНиП» отвечаем отрицательно. Программа проводит расчет сечения, и если расчет прошел успешно, выдает соответствующее сообщение. |
|
|||||
Нажимаем кнопку «Просмотр результатов». В поле «Список результатов или исходных данных» выбираем пункт «Напряжения». |
|
Как видно из результатов расчета наибольшие напряжения G = 217 кН/м2 не превышают предельно допустимых (228 кН/м2), следовательно прочность и устойчивость элемента верхнего пояса обеспечена.