6. Анализ геометрии сети конечных элементов в ПК ЛИРА 10.4

Страницы:1
6. Анализ геометрии сети конечных элементов в ПК ЛИРА 10.4, Приводится алгоритм выявления и корректировки плохих сеток КЭ
 
Добрый день, уважаемые коллеги!
Довольно часто у наших пользователей возникают ошибки, природа которых, на первый взгляд, не понятна, например, геометрически изменяемая система (ГИС), пики усилий (как следствие, площадей армирования) в некоторых элементах. Зачастую причиной этого служат ошибки при триангуляции: возникновение вырожденных элементов, элементов с плохой геометрией и пр. Раньше пользователю того или иного расчетного комплекса приходилось «вручную» анализировать и искать проблемные места. В ПК ЛИРА 10, начиная с версии 10.0, появилась такая полезная функция, как «Анализ геометрии». Данной функции ранее уделялось мало внимания, как показывает практика - зря, ведь она позволяет обнаружить и устранить погрешности триангуляции сетей еще на этапе создания модели.
Рассмотрим, как работает данный инструмент анализа на примере одной из задач пользователя (Рис.1), обратившегося в службу нашей технической поддержки.

Рис. 1. Аналитическая модель здания в ПК ЛИРА 10.4

В ходе решения данной задачи возникают ошибки, связанные с невязками (рис. 2). Если не обратить внимание на эти сообщения протокола расчета, и продолжить работу с моделью не откорректировав ее, мы получим неправильные результаты, например, при расчете армирования, с чем пользователь и столкнулся.
Рис.2. Ошибки при решении. ПК ЛИРА 10.4
Воспользуемся функцией «Анализ геометрии» в ПК ЛИРА 10.4, расположенной во вкладке Вид (рис.3).

Рис.3. Выбор пункта Анализ геометрии. ПК ЛИРА 10.4
Функция анализ элементов предполагает 2 типа проверок:
  • проверка по координатам узлов (раскрывающийся список Координаты). Данная проверка позволяет выявить далеко расположенные узлы или элементы, висячие узлы. Такие ошибки могут возникнуть, например, при импорте схем из других проектирующих систем;
  • проверка по геометрии элементов (раскрывающийся список Элементы).
Список Элементы в свою очередь состоит из следующих проверок стержней и проверок пластин.
Проверки пластинчатых элементов состоят из:
  • критерий геометрического качества - проверка нормированного отношения радиусов вписанной к описанной окружности, чем больше значение, тем лучше, идеальное соотношение в равностороннем треугольники и в квадрате – 1;
  • минимальный угол – наиболее часто используемый и удобный вариант проверки, осуществляется проверка по минимальному углу в конечном элементе;
  • отношение длин сторон min/max – «идеальное» значение -1;
  • площадь – анализ конечных элементов по их площади, если есть элементы с нулевой площадью, то это вырожденные элементы.
Для стержневых элементов – длина. Если в схеме присутствуют элементы с нулевой длиной, то неизбежно будут возникать ошибки. Такие элементы называются вырожденными.
Если поставить галочку напротив Отображать значения на схеме и нажать кнопку Отобразить (рис. 4), то можно помимо гистограммы увидеть визуализацию выбранного критерия анализа на схеме в виде мозаики.

Рис.4. Визуализация проверок. ПК ЛИРА 10.4

Проведем анализ нашей модели на наличие ошибок с помощью функции анализ модели.
Анализ по координатам (рис. 5) ошибок не выявил.

Рис.5. Анализ координат узлов.ПК ЛИРА 10.4

Перейдем к анализу по конечным элементам. Мы рекомендуем просматривать все критерии проверок для более полного анализа. Остановимся подробно на одном – минимальный угол (рис. 6), чтобы выявить причину ошибок, о которых говорилось в начале данной заметки.

Рис.6. Анализ минимальных углов в элементах. ПК ЛИРА 10.4

Как видно из гистограммы (рис. 6), в схеме присутствуют множество элементов с углами менее 0.2 градусов, что недопустимо в МКЭ, причина этого, по-видимому, кроется в неаккуратном создании аналитической модели в среде Revit Structure (или поэтажные планы dxf). Для того чтобы выбрать данные элементы, воспользуемся фильтром выбора (кнопка на панели инструментов). Выбираем фильтр по геометрии и задаем критерий пластина-угол (рис. 7), при этом минимальное значение программа предлагает автоматически. Изменим это значение, например, на угол в 5 градусов.


Рис.7. Выбор элементов с плохой геометрией. ПК ЛИРА 10.4
В результате выбора мы можем увидеть на схеме некорректные элементы (рис. 8 )

Рис.8. Некорректные элементы. ПК ЛИРА 10.4

Скачать демо-версию ПК ЛИРА 10

Конечно, данный пример носит скорее обучающий характер и в реальности редко встречается. Править всю сеть такого большого здания вручную слишком трудоемкая задача, но как тогда быть в это ситуации? В каждом конкретном примере действовать нужно по ситуации, в данной задаче можно дать несколько рекомендаций:
  • «поправить» модель в Revit Structure (или поэтажные планы dxf), а именно точность стыков колонн и балок;
  • проводить проверку геометрии сразу после триангуляции архитектурных элементов, и пробовать разные методы разбивки;
  • сделать упаковку схемы (кнопка на панели инструментов), выбрав погрешность при упаковке узлов, например, 0.1 м (в каждой задаче это значение будет разное и устанавливается экспериментально).
После проведения упаковки в нашей схеме было удалено 5241 некорректных элементов (рис. 9). Заметим, что данным инструментом стоит пользоваться аккуратно, т.к. могут быть удалены нужные элементы.
Рис.9. Результаты упаковки

В нашем случае такой метод помог, и большинство некорректных элементов было упаковано и удалено (рис. 10), что позволило провести расчет без ошибок и получить корректные результаты.

Рис.10. Фрагмент после упаковки. ПК ЛИРА 10.4
Таким образом, мы рекомендуем всегда пользоваться таким полезным инструментом в ПК ЛИРА 10.4, как Анализ геометрии, для предотвращения появления ошибок еще на этапе моделирования, и, как следствие, значительной экономии времени.
Так же, на этапе моделирования рекомендуем выполнять расчет на собственный вес (задать его оперативно не составит труда) и производить первичный анализ, как протокола расчета, так и результатов расчета.
С уважением,
служба технической поддержки,
ООО "ЛИРА софт"
Заказать бесплатную демонстрацию ПК ЛИРА 10
 
Как удалить совпадающие архитектурные элементы типа упругая свая? Упаковка не решает проблемы
Страницы:1

Инновации и сотрудничество: ЛИРА софт на международном семинаре в Satbayev University (г. Алматы, Казахстан)
ЛИРА софт приняла участие в знаковом событии - международном форуме, посвященный устойчивости зданий к сейсмическим угрозам в Satbayev University.
05 марта 2024
BIM-Факультет АСКОН ЛИРА 10: Конструкторские расчёты модели из Renga
Приглашаем принять участие в обучающем онлайн-проекте - BIM-факультет АСКОН. ЛИРА софт выступила одним из спикеров и партнеров проекта.
05 марта 2024
ЛИРА софт на Russian BIM Days: Навигатор по устойчивым конструкциям
Присоединяйтесь к ЛИРА софт на серии вебинаров Russian BIM Days, организованных ИЕСОФТ совместно с Академией Осознанного Проектирования.
22 февраля 2024
ЛИРА софт на BuildingSkinRussia 2024: Практики моделирования фасадных систем
Алексей Колесников, технический директор ЛИРА софт, выступит 29 февраля в 13:30 на площадке Amber Plaza в рамках конференции «IT в архитектуре и строительстве. Вызовы 2024».
20 февраля 2024
Все новости
Информационное моделирование и проектирование многоэтажного жилого здания с использованием российского программного обеспечения
Выполнено формирование информационной модели многоэтажного
жилого здания в BIM-системе Renga. Проведен экспорт модели и расчет конструктивной
системы здания в ПК Лира 10.12. Представлены результаты моделирования и
проектирования.
12 февраля 2024
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
Все публикации
BIM-Практикум 2023. ЧАСТЬ 12 «BIM-МОДЕЛИ КМ И КМД: РАСЧЕТ И АНАЛИЗ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ»
Покажем взаимодействие между ПК ЛИРА 10.12 при передаче данных в ПК Renga.
20 сентября 2023
Особенности работы в ПК ЛИРА 10.12 и ModelStudio CS при проектировании зданий промышленно-гражданского строительства
Участники вебинара узнают, как обмениваться данными и экономить время на создании расчетных моделей в ПК ЛИРА 10.12, используя уже существующие модели из ModelStudio CS.
04 сентября 2023
Разбор применения различных типов нагрузок в статических задачах
На вебинаре вы научитесь где и как правильно использовать тот или иной способ задания нагрузки. Будут рассмотрены полезные типы нагрузок, которые, возможно, вами никогда не использовались.
12 июля 2023
Разбор примеров из практики по расчету на сейсмические воздействия
Рассмотрим реальные примеры уже построенных или проектируемых объектов
22 марта 2023
Все записи вебинаров