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

18. Проблема сбора масс в динамике сооружений. Функция «конденсация масс» в ПК ЛИРА

Страницы:1
18. Проблема сбора масс в динамике сооружений. Функция «конденсация масс» в ПК ЛИРА, В заметке рассматривается функция конденсации масс, предназначенная для передачи веса распределенной массы на узлы конструкции
 
При расчете зданий и сооружений на динамические воздействия методом разложения по собственным формам колебаний (а именно этот метод заложен во все нормативные документы, в том числе и действующий сегодня СП.14.13330.2014) может возникнуть проблема со сбором масс в динамике сооружений. Динамическая масса может либо быть не собрана в нужном процентном соотношении к общей массе, либо быть неправильно собрана, например, из-за фиктивных элементов или разномодульности конструкций.

В прошлых версиях ПК ЛИРА (до версии 9.6 включительно) существовала технология суперэлементного расчета, с использованием которой, частично (не всегда правильно, особенно в задачах динамики сооружений), можно было эту проблему решить. В ПК ЛИРА, начиная с версии 10.0, появилась функция «конденсация масс», которая в полном объеме решает описанную проблему.

Скачать демо-версию ПК ЛИРА

Рассмотрим более подробно реализацию данной функции.

Конденсация масс предназначена для передачи веса распределенной массы на узлы конструкции при расчете собственных форм и частот колебаний зданий.

Возможны несколько случаев, где будет полезна эта функция:

1. В расчетной модели присутствуют фиктивные элементы с жесткостью на порядок меньшей, чем жесткости других элементов. Например, фиктивные балки или стены для передачи нагрузок. Незакрепленные элементы и т.д. Понятно, что в данном случае первые формы колебаний будут занимать колебания именно таких элементов (рис. 1).


Рис. 1. Колебания фиктивной стены. ПК ЛИРА
2. Комбинированные конструкции, имеющие в своем составе как железобетонные элементы, так и металлические (рис. 2).


Рис. 2. Комбинированное здание. ПК ЛИРА
На 2-м примере остановимся подробней.

При определении форм и частот собственных колебаний данного здания без использования функции конденсации масс, в первых 33 формах колебаний участвуют лишь элементы металлоконструкций (рис. 3). Характерные формы колебаний приведены на рисунке 3.


Рис. 3. Таблица периодов и частот собственных колебаний. ПК ЛИРА


Рис. 4. Характерные первые формы колебаний здания. ПК ЛИРА
В данном примере расчетчика, прежде всего, будут интересовать колебания железобетона, а не металлических конструкций, т.к. несущую функцию выполняет именно железобетон.

Сформируем группу сбора масс в элементах покрытия здания. Вызов функции Конденсации масс осуществляется в меню Правка Þ Конденсация масс. Для задания конденсации необходимо выделить элементы схемы (рис. 5), которые будут участвовать в операции и нажать кнопку Добавить группу сбора масс.


Рис. 5. Добавление элементов схемы в группу сбора. ПК ЛИРА
Удаление группы выполняется соответствующей кнопкой Удалить группу сбора масс.

Список элементов и узлов для сбора масс пополняется автоматически при формировании группы, в случае надобности дополнения списка на панели находятся кнопки Пополнить список элементов/узлов.

При необходимости замены элементов, с которых происходит сбор масс, и узлов, в которые эти массы будут распределены, нужно воспользоваться кнопками: Изменить список элементов/Изменить список узлов.

Номера элементов и узлов отображаются в соответствующих окнах (рис.5).

Алгоритм создан таким образом, что бы центр масс после выполнения различных преобразований оставался на прежнем месте, если это возможно.

Посмотрим на результаты расчетов собственных колебаний здания после формирования групп конденсации масс (рис. 6, 7).


Рис. 6. Первая форма колебаний здания после назначения конденсации масс. ПК ЛИРА


Рис. 7. Таблица периодов и частот собственных колебаний после задания конденсации. ПК ЛИРА
Из рисунка 7 видно, что уже в первой форме колебаний суммарная модальная масса составила 61.5 %.

Мы всегда рады новым вопросам, комментируйте, оставляйте пожелания по темам новых заметок.
Данная тема рассматривается на нашем авторском курсе обучения "Моделирование и расчет строительных конструкций в ПК ЛИРА 10. Продвинутый".
Смотреть расписание курсов
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