82. Инженерные калькуляторы ПК ЛИРА 10
ПК ЛИРА 10 – это современный программный комплекс для численного анализа надёжности зданий и сооружений с помощью метода конечных элементов. Для получения результатов расчетные схемы нужно создавать, раз за разом отрисовывая фермы, колонны, балки и другие элементы каркаса. Для большого ряда задач схемы выглядят однотипными, у инженера появляется желание не пользоваться основным решателем, а рассчитать задачи в «инженерном калькуляторе». Действительно, запрос об инженерных калькуляторах различного назначения является популярным от пользователей программы.
Последние версии ПК ЛИРА 10 предлагают использовать утилиты для решения локальных задач, см. рис. 1. Инженер здесь может выполнить локальные расчеты для сваи (несущая способность, осадка, устойчивость грунта, окружающего сваю), железобетонного элемента (проверка и подбор армирования), определить расчетные длины по формулам СП 16.13330 для колонн. Из специфических расчетов, можно выделить расчет стального настила, позволяет оперативно решить вопрос подбора толщины сплошного настила для площадки или обшивки бункера сыпучих материалов. Подробное описание по расчету настилов можно узнать в руководстве пользователя, раздел 9.11 «Утилита для расчета тонких стальных настилов».
Скачать руководство можно по ссылке.
Рис. 1. Утилиты ПК ЛИРА 10
Количество инженерных калькуляторов в ПК ЛИРА 10 могло бы быть и больше, например проверка сечений стальных балок, колонн, ферм, расчет стропильной деревянной системы и др. Но какими бы совершенными ни были созданы утилиты, они будут иметь ограниченный набор функций в сравнении со схемами метода конечных элементов (основной решатель в ПК ЛИРА 10). Например, фермы в инженерном калькуляторе всегда будут ограниченного числа видов схем или ограниченного числа по возможности задания сечений и расчетных длин. Метод конечных элементов позволяет реализовать любой набор инженерных калькуляторов, причем работать они будут в рамках демо-версии бесплатно и с выводом формульного отчета. Ограничение демо-версии ПК ЛИРА 10 — до 1000 узлов или элементов.
Рассмотрим несколько вариантов наполнения расчетных моделей, которые в дальнейшем можно использовать как инженерные калькуляторы. Начнем со стальных балок. Как правило, расчет балок интересен в однопролетном и многопролетном исполнении. При создании многопролетных схем можно использовать разную величину пролета, при повторных расчетах пролеты можно будет легко изменить перемещением узлов, размерные цепочки, привязные к узлам, добавят информативности. Перечень нагрузок можно использовать различный, в том числе с указанием пониженного значения для поиска, например, прогиба. Сечение балок можно использовать любое, в том числе спаренные сечения или сечения из труб (хоть для балок лучше отдавать предпочтения двутаврам и швеллерам). По заданной марке стали и параметрам конструирования будет выполнена проверка элементов, представлены формулы по проверке сечений по критическим факторам.
Рис. 2 Расчетные схемы балок
Еще одной популярной задачей инженера смело можно назвать – расчет ферм. И, как правило, фермы заново не изобретают, а берут решения готовые из типовых серий. Наиболее популярны фермы из труб гнутосварных, спаренных уголков и ферм с поясами из двутавров. Нагрузки на ферму различны, не только вес покрытия со снегом, встречаются и крановые нагрузки в различных вариациях. В простой калькулятор сведения о всех нагрузках не спрятать, выгодно и в этом случае создать в одном файле несколько типовых решений ферм, в дальнейшем корректируя сечения, нагрузку, параметры расчетных длин, можно быстро получить результат проверки сечений, получить узловые реакции для дальнейших проверок (см. рис. 3). Если к фермам добавить колонны, можно получить калькулятор для поперечных рам.
Рис. 3 Расчетные схемы ферм
Выполнять проверку сечений на действие продольных сил, поперечных и изгибающих моментов также возможно, корректируя только сечение и значение усилия. Для этого можно в одном файле собрать несколько стержней высотой 1 м, на узел задать необходимые нагрузки. В параметрах конструирования указать расчетные параметры и также в формулах получить результат проверки сечения.
Рис. 4 Расчетные схемы произвольных стальных сечений
С помощью железобетонного элемента из стержня высотой 1 м и плиты из пластины на коэффициентах постели может быть создан калькулятор для расчета на продавливание. В оголовке стержня необходимо будет задать произвольную нагрузку. Меняя параметры сечения колонны, защитные слои армирования, редактируя контур продавливания, можно решить практически любую задачу с продавливанием, см. рис. 5.
Рис. 5 Расчетные схемы для расчета продавливания плит
ПК ЛИРА 10 с выводом формул рассчитывает и деревянные конструкции. Среди деревянных конструкций немало типовых решений, часть из которых можно реализовать с помощью простейших схем. Помимо балок, можно реализовать стропильные системы, фермы, комбинированные фермы из стальных и деревянных элементов и др. При задании нагрузок в основном решателе инженер выбирает вид нагрузки: узловая или линейная, проекционная или по глобальным осям, допускается задание разных расчетных длин на отдельных участках.
Рис. 6 Расчетные схемы для расчета стропильных деревянных конструкций
Итак, в рассмотренных примерах я привел различные вариации создания простейших расчетных схем, с помощью которых пользователь ПК ЛИРА 10 сможет в кратчайшие сроки производить вычисления стальных, железобетонных и деревянных конструкций. Реализация инженерных калькуляторов с помощью конечных элементов позволяет создавать универсальные расчетные схемы, учитывая каждую особенность работы конструкции. Конечно, для опытных пользователей не будет сложностью создавать каждый раз все схемы заново, для начинающих пользователей подобные инженерные калькуляторы будут отличным стартом в освоении интерфейса программы.
Если же Вас интересует более подробное изучение функционала ПК ЛИРА 10 и его возможностей, записывайтесь на наши курсы в различных форматах:
Как вам материал?
Задать вопрос или обсудить заметку можно на нашем форуме
Перейти на форум 
