Система автоматизированного проектирования и расчета
+7 (495) 180-47-59

32. Моделирование работы узлов металлических конструкций

Страницы:1
32. Моделирование работы узлов металлических конструкций, При расчете элементов строительных конструкций инженеру необходимо уделять особое внимание также соединению этих элементов между собой – узлам.
 
При расчете элементов строительных конструкций инженеру необходимо уделять особое внимание также соединению этих элементов между собой – узлам. Расчет узлов металлических конструкций, когда они типовые, ни у кого не вызывает критических сложностей – алгоритм решения описывается в нормативных документах. Столкнувшись с нетиповым узлом, у инженера появляются сложности. Для решения этой задачи существуют программы для расчета узлов металлических конструкций, одной из которых является ПК ЛИРА 10.4.




Рис. 1 Узел конструктивной схемы, Хан-Шатыр, Астана

Решить задачу можно с помощью моделирования всех элементов узла с помощью пластинчатых конечных элементов. Процесс работы здесь во многом трудозатратнее рядовых задач конечноэлментного моделирования. Помимо адекватной модели необходимо и правильно рассчитать нагрузку на строительную конструкцию и приложить ее, поскольку задачу придется решать локально, т.к. здание из пластин собрать будет практически нереально (или найти способ совместить стержневую модель с узлом из пластин). В общем, вопросов достаточно, однако эту заметку хочется посвятить анализу результатов.

Например, решим задачу расчета узла металлических конструкций:




Рис. 2 Расчетная модель узла, ПК ЛИРА 10.4


Главным инструментом по анализу результатов станут напряжения, которые мы будем сравнивать с пределом текучести стали. Разберемся, какие именно смотреть напряжения (их в ПК ЛИРА 10.6 не мало: главные, касательные, в слоях и тд). и – это главные нормальные напряжения, одно из которых максимальное, другое минимальное.

Оценку несущей способности по критерию прочности по нормальным напряжениям можно считать по эквивалентным напряжениям, об этом свидетельствует СП «Стальные конструкции» в формулах (44) и (148), причём за основу лучше брать формулу (148), где нет понижающего коэффициента 0,87. Результат, посчитанный по этой формуле совпадает со значением эквивалентного напряжения в ПК ЛИРА 10.4, что подтверждает, сходство этих формул с энергетической теорией прочности Губера-Хенки-Мизеса.

Эквивалентное напряжение может быть меньше максимального. Так, при эквивалентное напряжение минимально и равно .




Рис. 3 Зависимость эквивалентных напряжений от максимальных


При моделировании работы узла получаем следующий результат:




Рис. 4 Эквивалентные напряжения. ПК ЛИРА 10.4

Полученные напряжения во всех трех слоях (поочередно) сравниваю с пределом текучести стали (значение которой можно найти в редакторе материалов). Если поделить полученные напряжения на предел текучести стали, можно получить коэффициент использования, похожий на коэффициент использования стальных стержней, получаемый при расчете конструирования.

Таким образом, при проведении поверочных расчетов узлов металлических конструкций необходимо также оценивать работу узлов, и, если не удается рассчитать его по нормам или типовым сериям, его придется моделировать оболочечными или объемными конечными элементами и оценивать уже по напряжениям и деформациям.

 
Спасибо за статью, у вас на схеме узел к которому приложены нагрузки, объединен перемещениями с другими узлами ?
 
нет. Это нужно для того, чтобы равномерно передать нагрузку
Страницы:1


Мастер-класс по нововведениям ЛИРА 10.12
3 часа тест-драйва новых возможностей: расчет деревянных конструкций, эквивалентные сечения, грунт, нелинейный расчет, расчет трехветвевых сечений
20 августа 2021
Курс "Анализ и экспертиза модели в расчетных комплексах"
Вам знакома ситуация, когда сдаешь расчет в экспертизу, а его возвращают обратно из-за найденных ошибок? Приходится вносить изменения и корректировать проектную документацию. И в такой ситуации страдают все участники процесса
12 августа 2021
Вышел новый релиз ЛИРА 10.12 R2.1
Вышел релиз R2.1 для версии ЛИРА 10.12. Исправлены ошибки и внесены следующие изменения:
06 августа 2021 15:22:00
Предзапись на бесплатный мастер-класс ЛИРА 10.12
На мастер классе вы познакомитесь с новым разделом расчета деревянных конструкций.
21 июля 2021
Все новости
Реализация модели контактного слоя при расчете адгезионного соединения с использованием метода конечных элементов
В большинстве опытов по испытанию адгезионных соединений измеряется средняя адгезионная прочность. Данная величина вычисляется как отношение разрушающей нагрузки к площади склейки. Подобный подход подразумевает равномерное распределение касательных напряжений. Исследователи давно обнаружили, что средняя адгезионная прочность соединения является сильной функцией геометрических [1] и физико-механических параметров модели и, следовательно, делает малоинформативными и несопоставимыми экспериментальные данные, выполненные на отличающихся образцах. Малочисленные результаты по измерению касательных напряжений по площади склейки с использованием преимущественно поляризационно-оптических методов [2] показывают, что распределение напряжений является нелинейной функцией. При этом наблюдается концентрация напряжений у торцов модели. В связи с этими фактами возникает необходимость детального изучения напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений.
06 июня 2019
Оценка точности нелинейного статического метода анализа сейсмостойкости сооружений
В статье рассмотрено практическое применение методики нелинейного статического анализа сейсмостойкости зданий и сооружений. Произведен расчет одноэтажной стальной рамы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами. В результате анализа полученных результатов расчета показана значимость высших форм колебаний и необходимость анализа их влияния на реакцию системы.
06 февраля 2018
Напряженно-деформированное состояние коррозионно - поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении
С помощью современного программно-вычислительного комплекса  ЛИРА 10.6 выполнена сравнительная оценка напряженно–деформированного состояния  не поврежденного и коррозионно-поврежденного железобетонного элемента при динамическом и статическом нагружении. Проанализировано   влияния ослабленного коррозией бетонного участка сжатой зоны на перераспределение напряжений в сечении.
25 января 2018
Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D
В статье рассматривается методика совместной работы ПК ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D посредством API модуля. С позиции инженера-расчетчика рассматриваются возможности передачи моделей между различными программами с применением технологий информационного моделирования.
21 июня 2017
Все публикации
Использование новых функций ЛИРА 10.12 в инженерной практике. Часть 2
Вторая часть вебинара является продолжением обзора новых функций ЛИРА 10.12.
Темы вебинара будут интересны тем, кто сталкивается с особенными расчетами в практике, а также хочет узнать о дополнительных возможностях расчетного комплекса
05 октября 2021
Применение оболочек сложных форм в строительстве
На вебинаре мы расскажем про оболочки сложных форм – для чего они нужны. Обсудим проблемы их геометрического моделирования, затронем научные исследования их прочности и устойчивости, а также продемонстрируем особенности моделирования, задания нагрузок и выполнения расчетов таких конструкций
21 сентября 2021
Использование новых функций ЛИРА 10.12 в инженерной практике
На вебинаре вы познакомитесь с новыми функциями программы на основе демонстрационных моделей, приближенных к реальным конструкциям. По каждому новому инструменту будет показан алгоритм его применения с учетом особенностей работы элементов конструкции.
25 августа 2021
Расчёт стальных конструкций сквозного и переменного сечений в ЛИРА 10
В России наблюдается значительный рост цен на сталь и, как следствие, у заказчиков возникает желание сэкономить на строительстве зданий. Экономия средств без ущерба качеству действительно возможна. Чтобы снизить металлоёмкость здания, достаточно заменить конструкции постоянного сечения на конструкции сквозного или переменного сечения.
10 августа 2021
Все записи вебинаров