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

Вебинар: Способы соединения конечных элементов и узлов в ЛИРА 10
Приглашаем на вебинар по применению инструментов соединения элементов и узлов в ЛИРА 10. Будут рассмотрены примеры из инженерной практики: моделирование шарниров, учет несоосности, передача усилий между различными типами КЭ, автоматическое соединение элементов
03 октября 2022
Базовый курс ЛИРА 10 во Владивостоке 17-21 октября
Приглашаем на первый курс ЛИРА 10 на Дальнем Востоке
05 сентября 2022
Запись докладов по сейсмостойкому строительству
Делимся материалами с III Международной научнопрактической конференции по сейсмостойкому строительству в г. Бишкек
10 августа 2022
Список Eurocodes, реализованных в ЛИРА 10
В версии 10.12 мы существенно расширили функционал по Eurocodes. Предлагаем ознакомиться с описанием выполняемых конструктивных расчетов, а также скачать полный перечень реализованных положений
02 августа 2022
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
Способы соединения конечных элементов и узлов в ЛИРА 10
Приглашаем на вебинар по применению инструментов соединения элементов и узлов в ЛИРА 10. Будут рассмотрены примеры из инженерной практики: моделирование шарниров, учет несоосности, передача усилий между различными типами КЭ, автоматическое соединение элементов
30 сентября 2022
Нововведения связки Autodesk Revit – ЛИРА 10.12
В версии 10.12 связка стала еще удобнее для работы проектировщиков
20 мая 2022
Расчет стальных конструкций на сейсмические воздействия
Рассмотрим особенности расчета и теоретические аспекты, объясняющие те или иные пункты в нормах проектирования.
20 мая 2022
Расчёт деревянных конструкций в ЛИРА 10
Автоматический расчёт и точные результаты
26 ноября 2021
Все записи вебинаров