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

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

52. Расчет и конструирование колонн сквозного сечения с помощью одного стержня
Автор: Амирханов Мурат

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 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

Следите за нашими новостями в социальных сетях:


Вернуться к списку раздела


auth
Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь

Предзапись на бесплатный мастер-класс ЛИРА 10.12
На мастер классе вы познакомитесь с новым разделом расчета деревянных конструкций.
21 июля 2021
Примите участие в развитии ЛИРА 10
ЛИРА 10.12 только вышла, а мы уже начинаем работу над следующей версией программного комплекса. Мы делаем программу для вас - наших пользователей. Поэтому с радостью рассмотрим все ваши идеи и предложения для реализации в будущих версиях и релизах.
16 июля 2021
Бесплатные мастер-классы по работе в новой версии ЛИРА 10.12
На мастер классе вы познакомитесь с новым разделом расчета деревянных конструкций.
14 июля 2021
Вышел новый релиз ЛИРА 10.12 R2.0
Вышел релиз R2.0 для версии ЛИРА 10.12. Исправлены ошибки и внесены следующие изменения:
14 июля 2021
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
ЛИРА 10. Экспорт из AutoCAD
Как сократить время на передачу модели?
21 декабря 2020 10:59:00
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
Все записи вебинаров