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)


"Стержневая конечно-элементная модель (№1)" - скачать

"Стержневая конечно-элементная модель (№2)" - скачать


Вернуться к списку раздела

Запись докладов от ЕАСА, ДВФУ и ЛИРА софт по расчетам на сейсмические воздействия
Предлагаем вашему вниманию запись докладов с семинара по расчетам на сейсмические воздействия, который состоялся во Владивостоке 28 октября
25 ноября 2022
Приглашаем на самый крупный форум отечественных BIM решений. 15 ноября
ЛИРА софт представит сразу два доклада по расчету строительных конструкций в ЛИРА 10. А на нашем стенде мы разыграем несколько наших курсов повышения квалификации
14 ноября 2022
Вебинар: От каркаса до расчета в BIM
Приглашаем присоединиться к трансляции, особенно если вам интересна тема взаимодействия Revit и ЛИРА 10
03 ноября 2022
Стартовал конкурс студенческих проектов Steel2Real’23
Приглашаем студентов архитектурно-строительных специальностей и молодых специалистов принять участие в VIII Международном студенческом конкурсе архитектурно-строительных проектов Steel2Real’23.
31 октября 2022
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
Вебинар: От каркаса до расчета в BIM
Приглашаем присоединиться к трансляции, особенно если вам интересна тема взаимодействия Revit и ЛИРА 10
03 ноября 2022
Способы соединения конечных элементов и узлов в ЛИРА 10
Приглашаем на вебинар по применению инструментов соединения элементов и узлов в ЛИРА 10. Будут рассмотрены примеры из инженерной практики: моделирование шарниров, учет несоосности, передача усилий между различными типами КЭ, автоматическое соединение элементов
30 сентября 2022
Нововведения связки Autodesk Revit – ЛИРА 10.12
В версии 10.12 связка стала еще удобнее для работы проектировщиков
20 мая 2022
Расчет стальных конструкций на сейсмические воздействия
Рассмотрим особенности расчета и теоретические аспекты, объясняющие те или иные пункты в нормах проектирования.
20 мая 2022
Все записи вебинаров