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

36. Вычисление напряжений в стержневых конечных элементах в ПК ЛИРА 10.6 при расчете металлических конструкций

Автор: Колесников Алексей

В новой версии ПК ЛИРА 10.6 появилась возможность вычислений и анализа напряжений в стержневых конечных элементах. При расчете металлических зданий и сооружений необходимо их проверять по предельным состояниям. Для этого в ПК ЛИРА есть конструирующие системы. Для нетиповых конструкций не всегда удобно применение коэффициента использования (рис.1), в то время, как по напряжениям (рис. 2 и 3) можно «прочувствовать» работу конструктивной схемы:

image001.png

Рис. 1 Коэффициент использования металлоконструкций. ПК ЛИРА 10.6


image003.png

Рис. 2 Напряжения σmin в стержневых конечных элементах. ПК ЛИРА 10.6


image005.png

Рис. 3 Напряжения εmax в стержневых конечных элементах. ПК ЛИРА 10.6

Как видно из рис. 2 и 3, ПК ЛИРА 10.6 позволяет вывести главные напряжения, при этом существует возможность использовать в качестве исходных данных как загружения, так и сочетания нагрузок.

Скачать демо-версию ПК ЛИРА 10.6

Также, в ПК ЛИРА 10.6 вычисление главных напряжений возможно и для стержневых конечных элементов переменного сечения при расчете металлических конструкций:


image007.png

Рис. 4 Вычисление напряжений стержневых конечных элементов для рам переменного сечения. ПК ЛИРА 10.6


В ПК ЛИРА 10.6 появился новый тип задачи, позволяющий выполнять расчет произвольных сечений с применением произвольных материалов (рис. 5).


image009.png

Рис. 5 Новый тип задачи. ПК ЛИРА 10.6


При этом, такое сечение можно назначить стержневому конечному элементу и вычислить напряжения на заданные нагрузки. Задача с несколькими материалами будет рассмотрена в следующих заметках, остановимся на задаче определения напряжений. Рассмотрим нестандартное поперечное сечение стержня при расчете металлически конструкций:


image011.png

Рис. 6 Нестандартное сечение. ПК ЛИРА 10.6


Для таких стержней в ПК ЛИРА 10.6 вычисляется порядка 60 геометрических, инерционных, пластических, крутильных и приведенных характеристик. Также можно отобразить ядра инерций и центры жесткостей и кручений (рис. 7):


image013.pngimage015.png

Рис. 7 Нестандартное сечение. ПК ЛИРА 10.6


При указании действующих нагрузок в сечении, можно отобразить распределение напряжений по самому стержню:


image017.png

Рис. 8 Главные напряжения. ПК ЛИРА 10.6


image019.png

Рис. 9 Эквивалентные напряжения. ПК ЛИРА 10.6


Посчитанные таким образом сечения можно экспортировать в задачи общего назначения для подбора арматуры или вычисления напряжений.


image021.png

Рис. 10 Эквивалентные напряжения. ПК ЛИРА 10.6


Таким образом, при расчете нестандартных зданий или нестандартных профилей стержней при расчете металлически конструкций расчетчик сталкивается с трудностями анализа получаемых результатов, используя лишь усилия в стержнях. Напряжения, получаемые в стержневых конечных элементах (рис. 2, 3, 4 и 10) позволяют более осознанно проанализировать работу конструктивной схемы, и, например, сравнив напряжения с пределом текучести стали, можно прийти к примерному коэффициенту использования металлоконструкций (аналог конструирующей системы). Также, новый модуль (рис.1) позволяет вычислять распределение напряжений по произвольному сечению стержня (рис. 7, 8 и 9)

Прилагаем вашему вниманию 2 расчетные модели, рассмотренные в заметке:

Модель 1. Можно посчитать в демо-версии. Стержневая конечно-элементная модель.

Модель 2. Можно посчитать с применением модуля Сечения (рис.1)

Скачать примеры задач из заметки

Следите за нашими новостями в социальных сетях:

Возврат к списку


auth
Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь

Опыт использования ЛИРА 10 на примере ООО «УралТЭП»
На вебинаре 22 сентября специалисты «УралТЭП» поделятся опытом применения ЛИРА 10 на примере двух объектов энергетики
16 сентября 2020
Вебинар для преподавателей ВУЗов. Применение ЛИРА 10 в учебном процессе.
Приглашаем научно-педагогических работников на бесплатный вебинар по эффективному использованию ЛИРА 10 в ВУЗах
09 сентября 2020
«ЛИРА софт» и Renga Software приглашают на семинар «BIM-технология для проектировщиков, сметчиков и руководителей»
2-4 сентября в Санкт-Петербурге на площадке «ЭКСПОФОРУМ» состоится серия мероприятий под единым названием «День проектировщика», на которых будут обсуждаться вопросы применения современных материалов и новых технологий при проектировании зданий и сооружений, а также формирования комфортной городской среды. На экспертной площадке соберутся представители строительной, архитектурной и проектной индустрии для обсуждения перспектив взаимодействия и решения существующих проблем.
28 августа 2020
Расчет здания на упругом основании. Решение практических задач.
На вебинаре вы увидите живую демонстрацию работы модуля Грунт и модуля Физическая нелинейность, в том числе и на примере схемы реального здания.
17 августа 2020
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
Опыт использования ЛИРА 10 на примере ООО «УралТЭП»
На вебинаре 22 сентября специалисты «УралТЭП» поделятся опытом применения ЛИРА 10 на примере двух объектов энергетики
16 сентября 2020
Вебинар для преподавателей ВУЗов. Применение ЛИРА 10 в учебном процессе.
Приглашаем научно-педагогических работников на бесплатный вебинар по эффективному использованию ЛИРА 10 в ВУЗах
09 сентября 2020
Расчет здания на упругом основании. Решение практических задач.
На вебинаре вы увидите живую демонстрацию работы модуля Грунт и модуля Физическая нелинейность, в том числе и на примере схемы реального здания.
14 августа 2020
Все записи вебинаров