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

52. Расчет и конструирование колонн сквозного сечения с помощью одного стержня

52. Расчет и конструирование колонн сквозного сечения с помощью одного стержня

image001.pngПри разработке конструктивных решений инженеры руководствуются двумя основными принципами: надежность конструкций и экономичность. Одним из способов оптимизации инженерных решений стальных конструкций является применение сквозных сечений, соединенных связевыми элементами (решеткой). Чаще всего сквозные сечения используют в качестве колонн одноэтажных производственных зданиях. Расчет таких конструкций вызывает у инженеров определенные сложности, связанные с моделированием колонны, назначением конструктивных особенностей и др. Большинство конструкторов выполняли построение модели сквозной колонны из разных конечных элементов: ветвь колонны – один элемент, другая ветвь – еще элемент, решетка – еще несколько элементов. В программном комплексе ЛИРА 10.8 был создан новый расчетный модуль специально для расчета сквозных сечений. Теперь возможно выполнить расчет сквозного сечения, используя при этом только один конечный элемент. В этой заметке разберем работу модуля на примере расчета рамы с двухветвевой колонной. Кстати, такой расчет возможен и в демоверсии программы, без каких-либо ограничений:

Создание плоской рамы с двухветвевой колонной мало чем отличается от создания рамы со сплошными колоннами, единственное, что нужно дополнительно учесть – это эксцентриситеты при передаче нагрузок с надкрановой части на подкрановую. Также нужно учесть эксцентриситет приложения крановой нагрузки. Для правильного моделирования колонны воспользуйтесь следующей схемой:

image003.png

На схеме можно увидеть фиктивные элементы, жёсткость которых устанавливается значительно большей в сравнении с жесткостью колонны. На схеме также указаны шарнирные соединения, необходимые для формирования правильной передачи усилий. Сформировать схему окончательно у пользователя получится только после определения сечения всех частей колонны, поскольку от сечений подкрановой части будет завесить эксцентриситет, на который необходимо будет смещать конечный элемент (грани надкрановой ветви и подкрановой, как правило, должны совпадать).

Новый тип сечения пользователь ПК ЛИРА 10.8 найдет в редакторе сечений. Формирование сечений производится в два этапа: сперва выбираются сечения для ветвей, затем для решетки. Сечение ветвей пользователь может выбрать из двутавра, швеллера или трубы, причем сечение ветвей может быть различно между собой.

image005.png

Решетка может быть выбрана пользователем различная: двухплоскостная, одноплоскостная, смешанная и из планок. Хочется отметить, что программа будет вкладывать различную жёсткость сечения на кручение при использовании одноплоскостной и двухплоскостной решетки. Количество панелей пояса в сечении не может быть менее 5, только в этом случае нормы дают право рассматривать составное сечение одним стержнем (как единое целое). В противном случае следует смоделировать сечение из отдельных стержней. Материал решетки задается в редакторе сечений, для этого есть отдельное поле, в то время как материал ветвей задается традиционным образом в редакторе материалов.

image007.png

После назначения всех нагрузок смотрим усилия, перемещения от нагрузок, например, усилия изгибающих моментов от крановой вертикальной нагрузки.

image009.png

Проанализировать несущую способность конструкции, глядя только на усилия, весьма сложно, поэтому далее переходим к назначению конструктивных особенностей, где необходимо задать расчетные характеристики для проверки сечения по нормам: коэффициенты надежности, параметры гибкости, коэффициенты расчетной длины. Причем параметры задаются как для всего сечения, так и для отдельных его частей. После расчета конструкций пользователь получает результата по 4-м составляющим: проверка всего сечения, проверка 2-х ветвей по отдельности и проверка решетки.

image011.png

Каждый элемент сечения рассчитывается на действие «своих» нагрузок, т.е. момент в сечении преобразовывается, например, в продольную силу элементов решетки, продольную силу ветви и др. Любой критерий расчета можно проанализировать по формулам:

image013.png

Для расчета фундамента (требуемой площади) можно вывести реакцию в узле. Для расчета анкерных болтов с учетом эксцентриситета момент вручную раскладывается на продольные усилия.

Итак, в статье мы рассмотрели возможности нового модуля ПК ЛИРА 10.8 по расчету сквозных сечений, с помощью которого можно не только без труда выполнить построение модели, но и внести корректировки в расчетную схему для оптимизации сквозного сечения. В демоверсии программы Вы можете самостоятельно выполнить построение рамы, или воспользоваться нашим примером.

Скачать расчетный файл рамы, описанный в статье


Скачать дистрибутив ПК ЛИРА 10.8


Следите за нашими новостями в социальных сетях

Возврат к списку


Комментарии

0
Сидоров Дмитрий
Добрый день!
В данной заметке полезно было бы показать проверки отдельно ветвей и решётки (планок), а также показать как высчитываются в них усилия и на основании какой литературы.
Бесплатный мастер-класс в Екатеринбурге по ПК ЛИРА 10.8
4 декабря в Екатеринбурге состоится мастер-класс по моделированию и расчету уникальных строительных конструкций и сооружений в ПК ЛИРА 10.8.
15 ноября 2018
Онлайн курсы ЛИРА 10.8 доступны для всех желающих
Теперь курсы по работе в ПК ЛИРА 10 доступны в онлайн формате, что позволяет сделать обучение по расчетам строительных конструкций массовым и доступным для специалистов из любых регионов и стран.
12 ноября 2018
Вышел новый релиз ПК ЛИРА 10.8 R2.1
Для версии ПК ЛИРА 10.8 вышел релиз 2.1 были внесены изменения и исправлены выявленные ошибки:
11 октября 2018
Вышел новый релиз ПК ЛИРА 10.8 R2.0
Новый релиз 2.0 для версии ПК ЛИРА 10.8 - внесены следующие изменения и исправлены выявленные ошибки...
02 октября 2018
Все новости
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
Нелинейный статический метод анализа сейсмостойкости зданий и сооружений
Нелинейный статический метод или Pushover Analysis, широко используемый за рубежом, основан на методе спектра несущей способности. В работе подробно описан метода нелинейного статического анализа с учетом возможности использования в отечественной нормативной литературе.
21 ноября 2016
Все публикации
BIM-технологии в расчетах: Взаимодействие ЛИРА 10 и midas GTS NX
На вебинаре будет рассмотрен алгоритм взаимодействия ПК ЛИРА 10.8 и ПК midas GTS NX.
15 октября 2018
"ПК ЛИРА 10 в задачах". Тема 24. Расчёт свайных фундаментов в ПК ЛИРА 10 8
Расчёт и проектирование свайных фундаментов является одним из важных вопросов при проектировании зданий на сваях. В ПК ЛИРА 10.8 помимо определения жесткости свай появилась функция вычисления несущей способности свай, при этом несущая способность вычисляется и с учётом взаимовлияния свай в кусте или в условном фундаменте. На вебинаре подробно будет рассмотрен функционал определения несущей способности свай и алгоритм расчёта зданий на свайных фундаментах.
07 сентября 2018
"ПК ЛИРА 10 в задачах". Тема 23. Расчет зданий и сооружений на сейсмические воздействия. Часть 2
Во второй части вебинара будут рассмотрены дополнительные возможности ПК ЛИРА 10 при расчетах на сейсмические воздействия, а также будут продемонстрированы новые возможности, появившиеся в ПК ЛИРА 10 версии 8.
10 августа 2018
Цикл вебинаров BIM-технологии в расчётах: Динамическое проектирование при использовании интеграции ПК ЛИРА 10.8 и Revit.
На вебинаре рассматриваются нововведения, появившиеся в интеграции ПК ЛИРА 10.8 и Revit, позволяющие значительно ускорить проектирование за счёт реализации связи расчётной модели с аналитической моделью Revit. Теперь появилась возможность отслеживать изменения в аналитической модели Revit при повторной загрузке схемы в указанную расчетную модель.
09 июля 2018
Все записи вебинаров