Титаев В.А. Автоматизация расчёта строительных конструкций на при-мере ЛИРА-подобных программных комплексов - файл n5.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

n5.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Таблица 7.8.1

Перемещения узлов резервуара


--------------------------------------------------------------------------------

| 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |

--------------------------------------------------------------------------------

| X 0.0980 0.0849 0.0490 -0.0490 -0.0849 |

| Y 0.0490 0.0849 0.0980 0.0849 0.0490 |

| Z -0.0092 -0.0092 -0.0092 -0.0092 -0.0092 -0.0092 |

| UX 0.2160 0.1871 0.1080 -0.0181 -0.0315 -0.0363 -0.0315 -0.0181 |

| UY 0.1080 0.1871 0.0363 0.0315 0.0181 -0.0181 -0.0315 |

--------------------------------------------------------------------------------
Максимальное горизонтальное смещение стенки резервуара в узле №15. ?X,max = ?X,15= 0.049 мм. Нужно отметить, что радиальное смещение всего яруса узлов равно ??,max = ?X,15= 0.049 мм.



Рис. 7.8.3. Деформированная схема








Рис. 7.8.4. Изополе напряжений ?X ?X,max=87.424 т/м2; ?X,min= 5.889 т/м2

Таблица 7.8.2

Напряжения в элементах резервуара



--------------------------------------------------------------------------------

| 41_ 10-1 11-1 12-1 13-1 14-1 15-1 16-1 17-1 18-1 |

| 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |

| 11 12 1 14 15 16 17 18 19 |

--------------------------------------------------------------------------------

| NX 43.284 43.284 43.284 87.423 87.423 87.423 87.423 87.423 87.423 |

| NY -19.000 -18.999 -19.000 -16.999 -17.000 -16.999 -16.999 -17.000 -16.999 |

| MX -0.0723 -0.0723 -0.0723 -0.0269 -0.0269 -0.0269 -0.0269 -0.0269 -0.0269 |

| MY -0.3616 -0.3616 -0.3616 -0.1346 -0.1345 -0.1346 -0.1346 -0.1345 -0.1346 |

| QY 0.1092 0.1092 0.1092 0.3517 0.3517 0.3517 0.3517 0.3517 0.3517 |

--------------------------------------------------------------------------------
Максимальные горизонтальные растягивающие (тангенциальные) напряжения в стенке резервуара в элементах №13 … 24 ?X,MAX = ?X,13 = 87.423 т/м2. В силу равенства нулю в таблице отсутствуют следующие компоненты: сдвигающее напряжение XY, изгибающий момент MXY и перерезывающая сила QY.
Б. Расчёт купола
В
Рис. 8.8.4. Расчётная схема купола

Рис. 8.8.4. Конечно-элементная схема
железобетонном монолитном куполе высотой H=5 м и диаметром D=10 м (рис. 7.8.4) определить максимальный прогиб купола и максимальные горизонтальные растягивающие напряжения в его элементах.

На купол действует вертикальная распределённая нагрузка q=1.5 т/м2. Модуль упругости E=21·105 т/м2, коэффициент Пуассона =0.2, толщина стенки =3 см. Материал резервуара обладает изотропными свойствами.

Текст исходных данных для расчёта выглядит так:

(0/1;ПРИМЕР-8а/3;12 1-61/) /* Сферическая система координат */

(1/44 1 1 2 13 14/ /* КЭ №44 [элемент оболочки] */

R 1 10/0 0 1 1 1 1/ /* повторить 1 строку 10 раз */

44 1 12 1 24 13/ /* стыковой элемент [по 1 ярусу] */

R 12 3/0 0 12 12 12 12/ /* повторить 12 строк 3 раза */

42 1 49 50 61/ /* КЭ №42 [элемент оболочки 3 уз.]*/

R 1 10/0 0 1 1/ /* повторить 1 строку 10 раз */

42 1 60 49 61/) /* стыковой элемент [по 5 ярусу] */

(3/1 21e5 .2 .03/) /* Жесткость для изотропного эл-та*/

(4/5 0 90/R 1 11/0 30/ /* Координаты 1...12 узел */

R 12 4/0 0 -18/5/) /* Координаты 13...61 узел */

(5/1 3/R 1 11/1/61 1 2 6/) /* связи по Z внизу, XYUZ в 61 уз.*/

(6/1 16 3 1 1/R 1 59/1/) /* Нагрузка на весь купол [Общ.] */

(7/1 1.5/) /* Величина нагрузки на элемент */




Рис. 7.8.5. Деформированная схема купола




В примере признак системы принят – 5 (по умолчанию). Система координат – сферическая. Полярный угол и угол наклона радиуса от вертикальной оси заданы в градусах (см. п.2.3.4.2). Купол смоделирован КЭ №44 "Четырёхугольный элемент оболочки" и КЭ №42 "Треугольный элемент оболочки". КЭ №44 и 42 воспринимают те же усилия и напряжения что и элемент №41. В результате расчёта имеем:



Рис. 7.8.6. Изополе напряжений ?X ?X,max=165.56 т/м2

Таблица 7.8.3

Перемещения узлов купола



--------------------------------------------------------------------------------

| 55 56 57 58 59 60 61 |

--------------------------------------------------------------------------------

| X 0.0643 0.0557 0.0321 -0.0321 -0.0557 |

| Y 0.0321 0.0557 0.0643 0.0557 0.0321 |

| Z -0.9403 -0.9403 -0.9403 -0.9403 -0.9403 -0.9403 -0.9698 |

| UX 3.0067 5.2077 6.0134 5.2077 3.0067 |

| UY -6.0134 -5.2077 -3.0067 3.0067 5.2077 |

--------------------------------------------------------------------------------
Максимальное вертикальное смещение купола в узле №61. ?X,max = ?X,61= - 0.97 мм.

Таблица 7.8.4

Напряжения в элементах купола



--------------------------------------------------------------------------------

| 44_ 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 6-1 7-1 8-1 9-1 |

| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |

| 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |

--------------------------------------------------------------------------------

| NX 165.56 165.56 165.56 165.56 165.56 165.56 165.56 165.56 165.56 |

| NY -213.29 -213.29 -213.29 -213.29 -213.29 -213.29 -213.29 -213.29 -213.29 |

| TXY -0.0000 0.0001 -0.0000 -0.0000 0.0001 -0.0000 -0.0000 0.0001 -0.0000 |

| MX 0.0004 0.0004 0.0004 0.0004 0.0004 0.0004 0.0004 0.0004 0.0004 |

| MY 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 |

| QY -0.0589 -0.0589 -0.0589 -0.0589 -0.0589 -0.0589 -0.0589 -0.0589 -0.0589 |

--------------------------------------------------------------------------------
Максимальные горизонтальные растягивающие (тангенциальные) напряжения в куполе в элементах №1 … 12. ?X,MAX = ?X,1 = 165.56 т/м2.
7.9. Моделирование конструкции пространственными

конечными элементами
С помощью пространственных КЭ возможно определение напряженно-деформированного состояния массивных пространственных конструкций из однородного (по направлению любой из осей X1, Y1, Z1 элемента) изотропного материала, в постановке трёхмерной задачи теории упругости.

В каждом из узлов пространственных КЭ имеется по три степени свободы U, V, W, представляющие собой линей­ные перемещения вдоль осей X1, Y1, Z1.

В примере предлагается рассчитать массивную конструкцию, расчётная схема которой показана на рис. 7.9.1. Определить максимальное вертикальное перемещение и Максимальное нормальное сжимающее вертикальное напряжение.

Объёмный вес конструкции, выполненной из железобетона – q=2.75 т/м3. Модуль упругости E=14·105 т/м2, коэффициент Пуассона =0.2.
Т


Рис. 7.9.1. Расчётная схема Рис. 7.9.2. КЭ схема

екст исходных данных для расчёта выглядит так:
(0/1;ПРИМЕР-9/2;4/ /* Признак схемы - 4 [X, Y, Z] */

38;200:1-4 8-11 15-18

43-46 50-53 57-60

85-88 92-95 99-102

127-130 134-137 141-144

169-172 176-179 183-186

211-214 218-221 225-228/) /* Удаление эл-тов из схемы */

(1/31 1 1 2 9 10/ /* КЭ №31 [пространственный */

0 0 57 58 65 66/ /* параллелепипед] */

R 2 6/0 0 1 1 1 1/ /* повтор. 2 стр. 1-го эл-та 6 раз*/

R 14 5/0 0 8 8 8 8/ /* повторим 14 стр. 7 эл-тов 5 раз*/

R 84 8/0 0 56 56 56 56/)/* повторим 84 стр. 42 эл-тов 8раз*/

(3/1 14E5 0.2/) /* Жесткость для изотропного эл-та*/

(4/0/R 1 7/.2/ /* Координаты 1...8 узел */

R 8 6/0 .2/ /* Координаты 9...56 узел */

R 56 9/0 0 .18/) /* Координаты 13...560 узел */

(5/1 1 2 3/R 1 55/1/ /* Связи X, Y, Z по нижним узлам */

57 1 2 3/R 1 3/1/R 4 2/8//* Связи X, Y, Z по узлам не */

R 12 4/56/) /* используемым в расёте */

(6/1 16 3 1 1/R 1 377/1/ /* Нагрузка от собственного веса */

505 0 3 2 1/) /* Сосредоточ. вертикальная сила */

(7/1 2.75 0/ /* Объёмный вес железобетона */

2 50/) /* Сила */
Система координат – декартова (по умолчанию). В примере признак системы принят – 4. Схема, каждый узел которой содержит три степени свободы – линейные перемещения вдоль осей X; Y, Z.

Конструкция смоделирована КЭ №31 "Пространственный элемент в форме параллелепипеда". КЭ №31 воспринимает: нормальные напряжения ?X, ?Y, ?Z, сдвигающие напряжение XY, XZ, YZ.

З


Рис. 7.9.3. Деформированная схема
десь использован 1 вариант задания жесткостных характеристик (изотропное тело) без использования служебной информации (идентификаторов) см. п.3.3.5.

В строке 1 документа 7 символ нуля означает, что нагрузка распределена по объёму конечного элемента (см. табл. 3.6).

Каждый узел КЭ №31 имеет 3 линейных перемещения.

Для придания необходимой формы конструкции удалим часть элементов используя строку 38 документа 0. Для снижения порядка системы уравнений запретим перемещения по всем освободившимся, в результате удаления элементов, узлам.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


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