Титаев В.А. Автоматизация расчёта строительных конструкций на при-мере ЛИРА-подобных программных комплексов - файл n2.doc

Титаев В.А. Автоматизация расчёта строительных конструкций на при-мере ЛИРА-подобных программных комплексов
скачать (2021.9 kb.)
Доступные файлы (5):
n1.doc26kb.07.10.2001 02:48скачать
n2.doc2437kb.09.11.2001 08:07скачать
n3.doc775kb.28.12.2001 09:13скачать
n4.doc1491kb.07.10.2001 02:44скачать
n5.doc2024kb.09.11.2001 08:12скачать

n2.doc

1   2   3   4

Виды нагрузок на элемент





В местной системе координат

5 – местная сосредоточенная

6 – местная равномерно распределенная

8, 18, 38 – местная температурная

В общей системе

координат

15, 35 - местная сосредоточенная

16 - местная равномерно распределенная


0 – узловая нагрузка, ориентированная относительно общей системы координат;

2 – узловая нагрузка относительно заданной специальной системы координат;

11 – местная нагрузка на нуль-элемент, моделирующая заданное перемещение.

60 – заданное смещение узла (для «ЛИРА-Windows»).

Местная нагрузка расположена в пределах элемента, место её приложения определяется порядковым (по документу 1) номером элемента, а также величинами привязок.

В третьей графе задаётся направление нагрузки:

1 - вдоль оси Х (если нагрузка местная, то Х1);

2 - то же, Y или Y1;

3 - то же, Z или Z1;

4 - вокруг оси Х или Х1, если нагрузка представляет собой момент;

5 - то же для оси Y или Y1;

6 - то же для оси Z или Z1.

Таким образом, сочетание цифр второй и третьей графы характеризует тип нагрузки. Воз­можность задания того или иного типа нагрузки на различные КЭ описана в главе 3.

В четвёртой графе указывается номер строки документа 7, в которой заданы численные значения величин нагрузки, её привязки и др.

В пятой графе проставляется номер загружения, которому принадлежит данная нагрузка.
Пример:


Номер узла

или элемента

Вид

нагрузки

Направление

нагрузки

Номер строки

документа 7

Номер

загружения

3

0

3

6

2/

56

6

5

9/




23

8

1

14

3/


В этом примере: в узел 3 приложена сосредоточенная сила по направлению третьей степени свободы (вдоль оси Z), её величина указана в строке 6 документа 7. Нагрузка относится ко второму загружению. На элемент 56 действует распределённая нагрузка в виде момента относительно оси Y1, ее величина указана в строке 9 документа 7. Нагрузка относится также ко второму загружению (по умолчанию номер загружения принят по предыдущей строке). На элемент 23 действует температурный нагрев вдоль оси Х1, величина температуры задана в строке 14 документа 7. Нагрузка относится к третьему загружению.
2.10. Документ 7 "Величины нагрузок"
Каждая строка этого документа состоит из 5 граф. В первой графе указывается номер типа нагрузки, соответствующий числу в графе 4 документа 6. Если количество величин, харак­теризующих данный тип, больше 4, то их записывают в следующей строке, проставив ноль в первой её графе.

Величины, задаваемые в этом документе и характеризующие тип нагрузки, представляют собой величины сил, их привязки к началу элемента, температурный перепад и др.

Узловая сосредоточенная сила или момент, равномерно распределенная нагрузка опи­сываются одним числом - их величиной.

Местная сосредоточенная нагрузка описывается величиной и привязкой к первому узлу.

Положительные нагрузки действуют против соответствующих осей и по часовой стрелке, если смотреть с конца соответствующих осей. Заданное смещение считается положительным, если направлено вдоль оси или против часовой стрелки.
З
Пример:


Номер

строки


Величины нагрузок

1

2

3

4

15

7.2

3.35/







11

10

6.2

6

0.5/

0

9

5.7

24/






десь в строке 15 описана местная сосредоточенная сила величиной 7.2 т с привязкой к первому узлу 3.35 м; В строке 11 описаны величины для расчёта на импульсивное воздействие. Особенности заполнения документа 7 при наличии динамических воздействий описаны в п. 2.12.7.
2.10.1. Задание узловых нагрузок в специальных системах координат
Каждый узел, описанный в специальной системе координат, имеет свою местную - декартову систему координат, в которой может задаваться узловая нагрузка. При этом направление осей местной системы координат образуется по следующему правилу:

Для задания узловой нагрузки в любой из специальных сметем координат необходимо в графе 2 документа 6 записать цифру 2. В графе 3 документа 6 задаётся номер направле­ния нагрузки: 1, 2, 3 - соответственно вдоль осей X2, Y2, Z2; 4, 5, 6 – моменты относительно тех же осей.
Пример:

(6/ … /31 2 1 7 3/38 2 5 12 3/24 2 3 3 3/ … /),

здесь на узел 31 действует сила вдоль оси Х2, на узел 38 - момент вокруг оси Y2, на узел 24 сила вдоль оси Z2.


2.11. Документ 8 "Расчётные сочетания усилий" (РСУ)
Информация для выбора РСУ задается в строках 8, 15, 16 заглавного документа и в настоя­щем документе.

При определении наиболее опасных РСУ учитываются требования нормативных докумен­тов и логическая зависимость между загружениями.

В этом документе каждому загружению соответствует одна строка. В первой графе указы­вается признак загружения:

0 - постоянное;

1 - временное длительно действующее;

2 - кратковременное;

3 - крановое;

4 - тормозное;

5 - сейсмическое;

6 - особое (кроме сейсмического);

7 - кратковременное, длительность действия которого мала;

9 - статическое ветровое при учёте пульсации ветра.

В графе 2 даётся информация об объединении временных загружений (признаки 1, 2, 7). Если группа временных загружений помечена во второй графе одинаковой цифрой, то она может быть включена в первое основное сочетание в любой комбинации сумм этих загружений. Для прочих загружений в этой графе проставляется ноль. Количество групп объединения – от 1 до 9.

В графе 3 единицей отмечаются знакопеременные загружения.

Графа 4 служит для описания взаимоисключающих загружений. Каждой группе таких загружений присваивается номер от 1 до 9, которым отмечаются все загружения данной группы.

Графа 5 всегда зануляется.

В графах 6 и 7 указываются номера сопутствующих загружений, т.е. таких, действие кото­рых обусловлено наличием данного загружения. В частности, если некоторая строка документа 8 описывает крановое загружение, то в графах 6 и 7 могут быть указаны номера тормозных загружений, и в этом случае они попадают в РСУ только совместно с крановыми.

Если графы 2-7 не заполнены, то они автоматически зануляются.

В графе 8 указываются коэффициенты надежности по нагрузке. С помощью графы 8 выпол­няется переход от расчётных нагрузок к нормативным. Если эти коэффициенты КН не заданы, то по умолчанию они формируются следующим образом:

В графе 9 указывается, какая часть нагрузки в долях от единицы в данном загружении является длительно действующей. Если эта графа не заполнена, то она формируется следующим образом:

Графы с 10 по 15 предназначены для записи коэффициентов, с которыми усилия от каждого загружения входят в РСУ. Графа 10 предназначена для формирования 1-го основного сочетания нагрузок, в котором учитываются усилия от всех постоянных, длительно действующих и только от одного наиболее опасного временного загружения или (при наличии номера в графе 2) от группы объединенных временных загружений. В графу 11 заносятся коэффициенты для форми­рования РСУ по 2-му основному сочетанию нагрузок, а графу 12 - по особому сочетанию.

Если графы 10, 11, 12 не заполнены, то в них коэффициенты формируются (по умолчанию) следующим образом:

В практике возможны случаи, когда для разных элементов схемы требуется применить разные коэффициенты сочетаний в одном и том же загружении. Такие элементы объединяются в группы. Групп может быть 2. Один и тот же элемент может входить в обе группы. Для этих групп в документе 8 формируют дополнительные столбцы (с 13-го по 15-й) коэффициентов РСУ и заполняют строку 15 заглавного документа, где указываются номера групп РСУ и номера элемен­тов, входящих в эти группы.


Пример:


Номер

загружения

Вид

загружения

Объединение временных

Знакопеременные


Взаимо-исключающие


Сопутствующие

Коэффициент

надёжеости

Доля

длительности

Коэффициенты

расчётных сочетаний

1 – основное

2 – основное

особое

1 – основное

2 – основное

особое




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15




(8/











































1

0

0

0

0

0

0

0

1.1

1

1

1

1/










2

1

0

0

0

0

0

0

1.3

1

1

0.9

1/










3

2

1

0

0

0

0

0

1.4

0.5

1

0.9

0.8/










4

2

1

0

0

0

0

0

1.4

0.5

1

0.9

0.8/










5

2

1

0

1

0

0

0

1.2

0

1

0.9

0.8/










6

2

1

0

1

0

0

0

1.2

0

1

0.9

0.8/










7

3

0

0

2

0

9

10

1.2

0.5

1

0.9

0.8/










8

3

0

0

2

0

9

10

1.2

0.5

1

0.9

0.8/










9

4

0

1

0

0

0

0

1.2

0

1

0.9

0.8/










10

4

0

1

0

0

0

0

1.2

0

1

0.9

0.8/










11

5

0

1

0

0

0

0

1

0

1

0

1/










12

5

0

1

0

0

0

0

1

0

1

0.9

0.3/)











Здесь заполнен документ 8 для 12 загружений:

В следующем примере использован принцип умолчания. В такой записи документа 8 подразумевается отсутствие объединения временных загружений, отсутствие знакопеременных, взаимоисклю­чающих и сопутствующих загружений. Так для строки 5 имеем крат­ковременное загружение с коэффициентами KН=1.2 в графе 8, =0.5 в графе 9, =1 в графе 10, =0.9 в графе 11 и =0.5 в графе 12.

При использовании принципа умолчания все строки документа 8 необходимо обрывать на одной графе (как в примере – на первой графе).

Для элементов, в которых подбираются РСУ, в документе 3 обязательно должны быть заданы либо размеры ядер сечений либо идентификаторы Si с характеристиками.
Пример:


Номер

загружения

Вид

загружения

Объединение временных

Знакопеременные


Взаимо-исключающие

Сопутствующие

Коэффициент

надёжеости

Доля

длительности

Коэффициенты

расчётных сочетаний

1 – основное

2 – основное

особое

1 – основное

2 – основное

особое




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15




(8/











































1

0

0

0

0

0

0

0

1.1

1

1

1

0.9

1

1

0.8/

2

1

0

0

1

0

0

0

1.4

0.8

1

1

1

0

0

0/

3

1

0

0

1

0

0

0

1.3

0.7

0

0

1

1

0.5

0.3/

4

2

0

1

0

0

0

0

1.2

0.5

1

1

0.5

0

0.7

0.1/

5

2

0

1

0

0

0

0

1.1

0.5

0

0

0

1

0.4

0.9/

6

5

0

2

0

0

0

0

1.5

0

0

0

1

0

0

0.8/)


В этом примере указаны две группы коэффициентов: в графах 10-12 и 13-15. В этом случае может быть заполнена строка 15 заглавного документа. Пусть схема содержит 25 элементов. Из них для первых 10 вычисляются РСУ по графам 10, 11, 12, а для элементов 8, 9 с 11 по 25 – по графам 13, 14, 15. Тогда строка 15 заглавного документа будет выглядеть так: (0/ … /15; 1 2 3:1-10; 4 5 6:8 9 11-25/ … /).


2.11.1. Принципы построения РСУ
В общем случае напряженно-деформированного состояния системы критерием для определения опасных РСУ служат экстремумы упругого потенциала в какой-либо точке тела при действии на него многих загружений. При этом учитываются особенности, характерные для стержней, пластин, оболочек и массивных тел. Эти особенности позволяют облегчить решение задачи, существенно ограничив количество рассматриваемых РСУ.

2.11.1.1. Стержни
В качестве критерия определения РСУ здесь приняты экстремальные значения нормальных и касательных напряжений в контрольных точках сечения (рис.2.4).




Рис. 2.4. Сечение стержня c

характерными точками

Для нормальных напряжений используется формула:
, (2.1)
где: - точка сечения стержня ( = 1 9).

Эта формула преобразуется следующим образом при


, (2.2)
где: и – ядровые расстояния в сечении стержня (=1, 2).

Такой подход позволяет определить экстремальные нормальные напряжения в сечении любой формы. Для касательных напряжений используется приближенная формула:
. (2.3)
Формулы вычисления экстремальных значений напряжений для каждой точки сечения приведены в табл.2.11.1, а нумерация критериальных значений и соответствующих им напряжений – в табл. 2.11.2. В таблице 2.11.1 используется принятое правило знаков для усилий.

Кроме напряжений вычисляются также экстремальные значения продольной и перерезывающих сил.

Всего для сечения стержня отбирается 34 значения РСУ.

Таблица 2.11.1
Экстремальные значения напряжений


№ точки сечения

Нормальные напряжения

Касательные напряжения сечения

1





2





3





4





5





6





7





8




1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации