11. Использование жестких вставок при моделировании конструкций в ПК ЛИРА 10.4

Помимо рассмотренной в предыдущей заметке проблемы учета тела колонны при расчете перекрытий, расчетчики часто сталкиваются с вопросами моделирования ребристых перекрытий и капителей.

Жесткие вставки используются, как правило, при нарушении соосности стыковки стержней в узле. Например, при моделировании двухступенчатой колоны (стык подкрановой и надкрановой части колонны), примыкание ригеля к колонне, моделирование ребристых плит и т.п. Рассмотрим на примерах, какие различия получаются при расчетах с учетом жестких вставок и без них.

1. Моделирование ребристого перекрытия

Для примера будем рассматривать две схемы с одинаковыми жесткостями, нагрузками, условиями закреплений, различия будут лишь в способе моделирования плит, усиленных балками (рис. 1). В первом варианте ось балки проходит через срединную поверхность плиты. Второй вариант смоделирован с помощью жестких вставок. Более подробно этот вопрос рассматривается в вебинаре из цикла уроков «Шпаргалки для конструктора». Урок 5 «Расчет ребристого перекрытия».

Рис. 1. Расчетные модели зданий. ПК ЛИРА 10.4

Для создания жестких вставок необходимо зайти в пункт меню Схема -> Назначить жесткие вставки. Панель управления жесткими вставками показана на рисунке 2.

Рис. 2. Панель настроек жестких вставок. ПК ЛИРА 10.4

Жесткие вставки ориентируются вдоль осей, глобальной и местной системы координат, по линейным направлениям X, Y, Z. При этом нагрузки, задаваемые на стержень с жесткими вставками, привязываются к началу гибкой части. Заданный шарнир располагается между жесткой вставкой и гибкой частью стержня. Усилия вычисляются только в гибкой части стержня, поэтому при проверке равновесия в узле, где присутствует такой стержень, следует производить перенос усилий из гибкой части стержня в узел, с учётом заданной нагрузки на жесткую вставку. Проанализируем результаты расчетов по подобранной арматуре в прекрытиях 1-го этажа зданий (рис. 3), слева армирование без жестких вставок, справа с их применением.

Рис. 3. Продольное армирование As1y плит перекрытия 1-го этажа. ПК ЛИРА 10.4

Рис. 4. Угловое армирование Au2 балок перекрытия 1-го этажа. ПК ЛИРА 10.4

Как видно, различные способы моделирования дают различные результаты как по значениям, так и по характеру армирования.

Скачать демо-версию ПК ЛИРА 10.4

2. Моделирование капителей

Помимо жестких вставок для стержней в ПК ЛИРА 10.4 реализованы жесткие вставки и для пластинчатых элементов (рис. 5).

Рис. 5. Панель задания жестких вставок для пластинчатых КЭ. ПК ЛИРА 10.4

Данный вид жестких вставок позволяет успешно моделировать такие часто встречающиеся элементы строительных конструкций, как капители (рис. 6).

Рис. 6. Модель для сравнения расчета с учетом капителей и без. ПК ЛИРА 10.4

Результаты расчетов по 2-м различным схемам приведены на рисунках 7 и 8.

Рис. 7. Нижнее армирование As1y. ПК ЛИРА 10.4

Рис. 8. Верхнее армирование As2y. ПК ЛИРА 10.4

Как видно из рисунков, задание жестких вставок приводит к более верному распределению арматуры, т.е. нижнее армирование больше, чем в случае без капителей, а верхнее, напротив – меньше.

Кроме этого, в ПК ЛИРА 10.4 существует модуль Вариация моделей, который позволяет обобщить и проанализировать результаты нескольких расчетных схем, в том числе и с/без жестких вставок, подробнее в заметке

Смотреть все вебинары и видеоуроки