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

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:

Рис. 1 Коэффициент использования металлоконструкций. ПК ЛИРА 10.6

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

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:

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).

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:

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):

Рис. 7 Нестандартное сечение. ПК ЛИРА 10.6

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

Рис. 8 Главные напряжения. ПК ЛИРА 10.6

Рис. 9 Эквивалентные напряжения. ПК ЛИРА 10.6

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

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)