Система автоматизированного проектирования и расчета
+7 (499) 922  00  02

32. Моделирование работы узлов металлических конструкций

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.

image001.jpg

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:

image003.png

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 10.4 не мало: главные, касательные, в слоях и тд). image006.png и image008.png – 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.


Скачать демо-версию ПК ЛИРА

Эквивалентное напряжение может быть меньше максимального. Так, при image010.png эквивалентное напряжение минимально и равно image012.png.

image013.png

Рис. 3 Зависимость эквивалентных напряжений от максимальных

 

            При моделировании работы узла получаем следующий результат:

image015.png

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.

Скачать пример расчета узла металлической конструкции

Автор: Колесников Алексей

Следите за нашими новостями в социальных сетях:

Возврат к списку


Комментарии


Подписка

Вы хотите первыми узнавать о выходе новых версий, проводимых мероприятиях и акциях компании? Подписывайтесь!

Подписаться
Первый выпуск курса «Расчет зданий и сооружений на устойчивость против прогрессирующего обрушения»
     С 3 по 5 июня прошел трехдневный курс повышения квалификации: «Расчет зданий и сооружений на устойчивость против прогрессирующего обрушения».
14 июня 2019
Приглашаем всех пользователей ЛИРА 10 на курс «Лира 10. Расчет строительных конструкций. Продвинутый курс»
Компания «ЛИРА софт» приглашает всех пользователей ЛИРА 10 на второй по уровню сложности курс "ЛИРА 10. РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ПРОДВИНУТЫЙ КУРС"
11 июня 2019
Собери свою комплектацию ПК ЛИРА 10 и сэкономь 126 000 руб.
Специальное предложение июня 2019г. При покупке расчетного комплекса ПК ЛИРА 10.8 Standard, вы можете бесплатно дополнить его комплектацию 3-мя любыми модулями на свой выбор.
03 июня 2019 07:00:00
Новый релиз ПК ЛИРА 10.8 R3.3
Для версии ПК ЛИРА 10.8 вышел релиз 3.3, в котором внесены следующие изменения и исправлены выявленные ошибки:
31 мая 2019
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
Цикл вебинаров "Шпаргалки конструктора" - Тема №22. Расчёт железобетонных плит на продавливание
На вебинаре мы разберём методику расчета железобетонных плит на продавливание в ЛИРА 10.8, а также сбор нагрузок с пилонов-пластин для расчета плиты на продавливание.
31 мая 2019
Все записи вебинаров