Как задать в скаде 2 балки рядом


2. Этапы выполнения SCAD - Стр 2

Если в плоской балке или раме необходимо в расчетной схеме установить опору в виде заделки, то в приведенном окне одновременно должна быть нажата кнопка с обозначением UY. Это будет означать установку связи в жестком узле для закрепления его от поворота вокруг оси Y.

Вопрос о назначении упругих опор или непрерывного упругого основания будет рассмотрен во второй части учебного пособия.

2.2.5.Назначение шарниров в узлах элементов

Врасчетной схеме фермы шарниры устанавливать не требуется, поскольку используются типовые элементы типа 1 (см. рис. 1.1). Вопрос назначения шарниров в расчетных схемах шарнирной балки и рамы подробно рассмотрен в примерах их расчета в разделе 3. Здесь обратим внимание на некоторые общие детали на примере плоской рамы, изображенной на рис. 2.1,

а.

Рис. 2.1

Сначала в программе SCAD ее расчетная схема получается в виде, изображенном на рис. 2.1, б (пояснение работы по построению этой расчетной схемы опускаем). При этом первоначально все элементы соединены в узлах жестко.

Для получения расчетной схемы МКЭ, отвечающей заданной на рис. 2.1, а расчетной схеме рамы, необходимо на элементах, примыкающих к узлам 2, 3 и 4, поставить три одиночных шарнира. Эти шарниры, по сути, означают, что в месте их установки удалена связь, мешающая сечению элемента, соединенному с узлом, поворачиваться вокруг оси Y.

Установка шарниров выполняется в разделеНазначения. Необходимо

нажать кнопку «Установка шарниров». Откроется окно «Условия примыкания стержней».

Открывшееся окно может использоваться как в пространственной, так и в плоской задачах. В рассматриваемой плоской задаче должна быть освобождена только одна угловая связь UY.

Постановка одиночного шарнира в узлах 2, 3 и 5 (см. рис 2.1, б) должна быть выполненана любом одном элементе, примыкающем к указанным узлам.

Элементы при постановке шарниров рассматриваются в местной системе координат. В связи с этим на рис. 2.1, в узлы элементов отмечены цифрами 1 и 2 в соответствии с направлением оси X1 на элементах.

В окне показано, что эта связь освобождается в узле 2 элемента (первый вариант удаления связей). Если такую связь освободить в узле 2 элементов 1, 2 и 4, то это равносильно поставке шарниров заданной на рис. 2.1,а рамы.

Для подтверждения выбранного варианта удаления связи необходимо нажать в окне ОК. Это окно исчезнет, а на экране в окне раздела Назначения будет построенная ранее расчетная схема рамы.

На расчетной схеме необходимо подвести курсор к элементу 1 и нажать левую клавишу мыши. Элемент 1 выделится красным цветом. Тоже самое сделать с элементом 2 и с элементом 4. Затем нажать кнопку ОК с зеленой галочкой на инструментальной панели раздела Назначения. Тогда красное выделение указанных элементов исчезнет, а на расчетной схеме (при нажатой

кнопке на панелифильтры отображения) появятся введенные шарниры

(рис. 2.1, в).

Второй вариант удаления связей показан на рис. 2.1,г. Здесь удалена связь UY в узле 1 элементов 3, 4 и в узле 2 элемента 5. Процедура удаления этих связей аналогична только что рассмотренной. В результате получим расчетную схему, показанную на рис 2.1,г, которая так же аналогична заданной на рис. 2.1,а раме.

Очевидно, что возможны и другие варианты постановки шарниров в рассматриваемой расчетной схеме рамы для МКЭ.

2.2.6. Печать или сохранение расчетной схемы

Имеются различные возможности сохранения созданной расчетной схемы и ее дальнейшего использования для отчета по работе. Отметим следующие три.

1.Самым простым и быстрым для выполнения является печать расчетной схемы сразу с экрана. Для этого в меню окна с расчетной схемой необходимо войти в раздел Файл и выполнить указанные действия для печати.

Эта печать будет воспроизводить на странице не только изображение расчетной схемы, но и специальный формат оформления страницы, предложенный разработчиками программы.

2.Для получения распечатки только расчетной схемы (без специального формата листа) можно с помощью клавиши «Print Screen SysRq» на клавиатуре компьютера зафиксировать вид открытого окна программы (при просмотре) и вставить его в документ с расширением doc отчета по работе. Затем из полученного в рабочем окне программы Word изображения вырезать только вид расчетной схемы.

Пример такой распечатки приведен в примерах раздела 3 учебного пособия.

3.Для отложенной по времени печати можно сохранить вид сформированной для МКЭ расчетной схемы в файле. Необходимо выйти в

меню раздела Управление и нажать кнопку с изображением фотоаппарата. Далее надо выполнить ряд операций, описание которых дано разработчиками программы в справке, и сохранить образ расчетной схемы в

файле с расширением wmf в рабочей папке SWORK.

Затем при написании отчета в документ с расширением doc можно сделать вставку рисунка из указанного файла.

2.3. Инструкция по работе с программой SCAD на этапе 3

Этап 3. Загружение расчетной схемы МКЭ

Загружением в программе SCAD называют систему одновременно действующих нагрузок. Одна и та же стержневая система может быть рассчитана от нескольких вариантов загружений. Поэтому предусмотрена их нумерация.

Программа SCAD позволяет сразу выполнить расчет от нескольких вариантов загружений и от любых их комбинаций. В соответствии с видом нагрузок, которые встречаются в учебных работах, в учебном пособии рассмотрено: задание сосредоточенных сил и моментов, действующих в узлах расчетной схемы и в любой точке по длине элемента типа 2, и равномерно распределенной нагрузки, приложенной по длине элемента типа 2.

Процедура задания этого вида нагрузок рассмотрена на конкретных примерах, которые приведены в разделе 3 пособия. Здесь рассмотрим только некоторые общие вопросы.

2.3.1.Задание узловой нагрузки

Прежде всего, отметим, что узловая нагрузка задается в общей системе осей координат.

Для плоской стержневой системы, расчетная схема которой находится в плоскости XOZ, узловая нагрузка представляется сосредоточенными силами в направлении осей X и Z и моментом, действующим вокруг оси Y (Рис. 2.2, а).

На рис. 2.2, а показаны положительные направления этих узловых усилий.

My

Px1

X

My

Px

Pz1

а1

X

а1

Z

Y

Рис.2.2

2.3.2. Задание нагрузки на элемент

Нагрузка на сам элемент может задаваться как в общей (рис. 2.2, б), так и в местной (рис. 2.2, в) системах осей координат. При этом надо быть внимательным, так как одна и та же нагрузка будет относиться к разным осям координат.

В качестве примера на рис. 2.2, б, в изображен один и тот же вертикальный элемент.

Но на рис. 2.2, б нагрузка отнесена к общей системе координат. Поэтому горизонтальная составляющая Px соотносятся с осью X общей системы координат, а вертикальная Pz – с осью Z. Момент действует относительно оси Y. Все указанные составляющие положительны.

На рис. 2.2, в нагрузка отнесена к осям местной системы координат: горизонтальная составляющая Pz1 является проекцией на ось Z1; вертикальная

– на ось X1; момент задается действующим вокруг оси Y1.

Как видим, чтобы момент был положительным, в местной системе координат он должен иметь противоположное направление по сравнению с его заданием в общей системе координат (см. рис. 2.2, б).

Аналогичное правило знаков используется и при распределенной вдоль стержня нагрузке (равномерно распределенная на элементе 3 нагрузка (рис. 2.3) положительна).

При задании сосредоточенной нагрузки на элемент указывается не только ее значение и знак, но и расстояние а1 от узла 1 до точки приложения

сосредоточенной нагрузки.

В локальном окне задания нагрузки на стержневой элемент предусмотрено задание линейно изменяющейся распределенной нагрузки на любом участке стержня.

Учет вида нагрузки при дроблении плоской стержневой системы на элементы типа 2

В результате расчета стержневой системы в таблице усилий по умолчанию выдаются усилия (в местной системе координат) в трех сечениях каждого элемента: в начале (сечение 1), в середине (сечение 2) и в конце (сечение 3).

Если сосредоточенная нагрузка была приложена именно в среднем сечении элемента, то этой информации, выданной в таблице, будет достаточно для построения эпюр усилий на элементе.

Если же сосредоточенная нагрузка приложена не в середине элемента, то все равно усилия будут выданы только для среднего сечения. В месте приложения сосредоточенной нагрузки, если там не был назначен узел, усилия не будут внесены в таблицу.

Аналогичная ситуация получается при задании на элементе равномерно распределенной нагрузки. Если она действует на всей длине элемента, то выданных по умолчанию ординат изгибающих моментов в начале, в середине и в конце элемента будет достаточно для достаточно точного изображения эпюры моментов на элементе. Если же равномерно распределенная нагрузка приложена только на какой-точасти стержневого элемента типа 2, то указанных трех ординат будет недостаточно.

Впрограмме SCAD предусмотрена возможность получения усилий в любых сечениях элемента. Для этого можно воспользоваться различными способами.

Вокне Расчетная схема выбрать разделНазначения и в меню выбрать

кнопку «Назначение промежуточных сечений для расчета усилий». При ее нажатии открывается локальное окно, в котором необходимо указать нужное

число сечений по длине стержня. При четном числе сечений ncr на элементеr он разбивается на нечетное число (ncr 1) равных участков. При нечетном числе сеченийncr элемент разбивается на (ncr 1) равных участков.

Если положение нагрузки таково, что деление на равные участки не дает желаемого результата, то целесообразно разделить элемент на более мелкие равные или неравные элементы, выбрав в разделе Узлы и элементы подраздел

«Элементы» и в нем опцию«Разбивка стержня».

При нажатии последней кнопки откроется одноименное окно. Предположим, что в какой-тостержневой системе имелся не загруженный элемент типа 2 (на рис. 2.3,а он имеет номер 1 и узлы 1 и 2).

Эпюра M на нем будет прямолинейной и для ее построения достаточно иметь две ординаты по концам элемента. Поэтому на подобных элементах стержневой системы можно с помощью только что рассмотренного первого способа назначить только два сечения по концам элемента (в узлах 1 и 2 местной системы координат).

3

5

в)

1

(1)

3

(2)

4

(3)

5

(4)

2

Рис. 2.3

Допустим, что в результате пересмотра нагрузки на стержневую систему рассматриваемый элемент оказывается загруженным поперечной сосредоточенной силой, приложенной на расстоянии 1 м от начала элемента (рис. 2.3, б). Кроме того, к нему приложена равномерно распределенная нагрузка, расстояния до начала и конца которой от узла 1 также заданы (см.

рис. 2.3, б).

Для того, чтобы в результирующей таблице усилий получить усилия в месте приложения сосредоточенной силы и в сечениях в начале и конце участка с равномерно распределенной нагрузкой, сначала в окне «Разбивка стержня» выбираем функцию «На заданном расстоянии».

Введем значение расстояния сосредоточенной силы от узла 1 (1 м). Нажимаем в окне кнопку ОК и с помощью курсора и левой клавиши мыши выделяем стержень, на котором вводим дополнительный узел. После нажатия кнопки ОК на инструментальной панели (см. ее приведенное выше изображение) на стержне появляется изображение узла и его номер 3 (для этого

на панели фильтры отображения должны быть нажаты кнопкии). При этом элемент 1 разделится на два элемента с номерами 1 и 2 (для появления номеров на панелифильтры отображения должна быть нажата

кнопка ).

Аналогично введем узел 4 на расстоянии 2 м от узла 3 (появится узел 4 и элементов станет три) и узел 5 на расстоянии 2 м от узла 4 (появится узел 5 и элементов станет 4, см. рис. 2.2, в).

Обратим внимание на то, что во вновь полученных элементах направление осей местной системы координат и номера узлов 1 и 2 останутся без изменения (см. рис. 1.3, а).

studfiles.net

Несколько примеров расчета в SCAD Office

Программный комплекс SCAD помимо расчетного модуля конечно-элементного моделирования имеет в своем составе набор программ, способных выполнять решение более частных задач. Ввиду своей автономности набор программ сателлитов можно использовать отдельно от основного расчетного модуля SCAD, причем не запрещается выполнять совместные расчеты с альтернативными программными комплексами (ПК ЛИРА 10, Robot Structural Analysis, STARK ES). В данной статье мы рассмотрим несколько примеров расчета в SCAD Office.

Плита будет монтироваться на стройплощадке, например, на кирпичные стены шарнирно. Моделировать для такой задачи всю плиту, часть здания или целиком все здание считаю нецелесообразным, поскольку трудовые затраты крайне несоизмеримы. На помощь может прийти программа АРБАТ. Ребро рекомендуется нормами рассчитывать, как тавровое железобетонное сечение. Меню программного комплекса SCAD интуитивно-понятное: по заданному сечению, армированию и усилию инженер получает результат о несущей способности элемента со ссылкой на пункты нормативных документов. Результат расчета может быть автоматически сформирован в текстовом редакторе. На ввод данных уходит примерно 5-10 мин, что значительно меньше формирования конечно элементной модели ребристого перекрытия (не будем забывать, что в определенных ситуациях расчет методом конечных элементов дает больше расчетных возможностей).

Пример расчета закладных изделий в SCAD

Теперь вспомним расчет закладных изделий для крепления конструкций к железобетонным сечениям.

Нередко встречаю конструкторов, закладывающих параметры из конструктивных соображений, хотя проверить несущую способность закладных довольно просто. Для начала необходимо вычислить срезающее усилие в точке крепления закладной детали. Сделать это можно вручную, собрав нагрузки по грузовой площади, или по эпюре Q конечно-элементной модели. Затем воспользоваться специальным расчетным боком программы АРБАТ, занести данные по конструкции закладной детали и усилиям, и в итоге получить процент использования несущей способности.

Еще с одним интересным примером расчета в SCAD может столкнуться инженер: определение несущей способности деревянного каркаса. Как мы знаем, ввиду ряда причин расчетные программы МКЭ (метод конечных элементов) не имеют в своем арсенале модули расчета деревянных конструкций по российским нормативным документам. в связи с этим расчет может производится вручную или в другой программе. Программный комплекс SCAD предлагает инженеру программу ДЕКОР.

Помимо данных по сечению, программа ДЕКОР потребует от инженера ввода расчетных усилий, получить которые поможет ПК ЛИРА 10. Собрав расчетную модель, можно присвоить стержням параметрическое сечение дерева, задать модуль упругости дерева и получить усилия по деформационной схеме:

Полученные усилия далее необходимо задать в программе ДЕКОР для расчета сопротивления деревянного сечения.

В данном примере расчета в SCAD, критическим значением оказалась гибкость элемента, запас по предельному моменту сечений «солидный». Вспомнить предельное значение гибкости деревянных элементов поможет информационный блок программы ДЕКОР:

Пример расчета несущей способности фундамента в SCAD

Неотъемлемой частью моделирования свайно-плитного фундамента является расчет несущей способности и осадки сваи. Справится с задачей подобного рода, инженеру поможет программа ЗАПРОС. В ней разработчики реализовали расчет фундаментов согласно нормам «оснований и фундаментов» и «свайного фундамента» (в расчетных программах МКЭ таких возможностей не встретишь). Итак, чтобы смоделировать сваю, необходимо вычислить жесткость одноузлового конечного элемента. Жесткость измеряется в тс/м и равна отношению несущей способности сваи к ее осадке. Моделирование рекомендуется выполнять итерационно: в начале задавать приближенную жесткость, затем уточнять значение жесткости по вычисленным параметрам сваи. Построенная модель расчета методом конечных элементов позволит нам не только точно найти нагрузку на сваю, но и рассчитать армирование ростверка:

После расчета конструкции пользователь ПК ЛИРА 10 сможет вычислить требуемую нагрузку на сваю по выводу мозаики усилий в одноузловом конечном элементе. Полученное максимальное усилие будет являться требуемой расчетной нагрузкой на сваю, несущая способность выбранной сваи должна превышать требуемое значение.

В качестве исходных данных в программу ЗАПРОС вводиться тип сваи (буровая, забивная), параметры сечения сваи и грунтовые условия согласно данным геологических изысканий.

Пример расчета узловых соединений в SCAD

Расчет узловых соединений – важная часть анализа несущей способности зданий. Однако, зачастую, конструктора пренебрегают данным расчетом, результаты могут оказать крайне катастрофическим.

На рисунке приведен пример отсутствие обеспечения несущей способности стенки верхнего пояса подстропильной фермы в точке крепления стропильной фермы. Согласно СП «Стальные конструкции» подобные расчеты производятся в обязательно порядке. В программа расчета методом конечных элементов и такого расчета тоже не встретишь. Выходом из ситуации может стать программа КОМЕТА-2. Здесь пользователь найдет расчет узловых соединений согласно действующих нормативных документов.

Наш узел – ферменный и для его расчета необходимо выбрать советующий пункт в программе. Далее пользователь выбривает очертание пояса (наш случай V-образный), геометрические параметры панели, усилия каждого стержня. Усилия, как правило, вычисляются в расчетных программах МКЭ. По введенным данным программа формирует чертеж для наглядного представления конструкции узла и вычисляет несущую способность по всем типам проверки согласно нормативным документам.

Пример построения расчета МКИ в SCAD

Построение моделей расчета методом конечных элементов не обходится без приложения нагрузок, вычисленные вручную значения присваиваются в расчетных программах МКЭ на элемент. Помощь в сборе ветровых и снеговых нагрузках инженеру окажет программа ВЕСТ. Программа включает в себя несколько расчетных модулей, позволяющих по введенном району строительства и очертанием контура здания вычисляет ветровую и снеговую нагрузку (самые распространенные расчетные модули программы ВЕСТ). Так, при расчете навеса, конструктор должен указать высоту конька, угол наклона и ширину ската. По полученным эпюрам нагрузка вводится в расчетную программу, например, ПК ЛИРА 10.4.

В качестве вывода, могу сказать, что программный комплекс SCAD и его сателлиты позволяют пользователю существенно снизить трудозатраты при вычислении локальных задач, а также формировать точные расчетные модели, а также содержат справочные данные, необходимые в работе инженеров - строителей. Автономность программ позволяет конструкторам использовать их в сочетании с любыми расчетными комплексами, основанных на расчете методом конечных элементов.

Также рекомендую посмотреть вебинар по совместному использованию ПК ЛИРА 10.4 и программы ЗАПРОС (SCAD office) на примере расчета свайного основания.

Оставить комментарий к этой статье или задать вопрос автору можно на наших страницах в соцсетях Вконтакте или Facebook

Теги: SCAD Office, Подпрограммы SCAD

blog.infars.ru

Расчет балки в SCAD

Программный комплекс SCAD позволяет рассчитывать на прочность строительные конструкции.

Сама программа представляет собой связку нескольких программ. Основной модуль — SCAD, служит для прочностного расчета строительных конструкций. Также в комплекс включены программы-сателлиты — это программы, заточенные для решения конкретной задачи, например программа-сателлит Кристалл содержит базу данных по стальным конструкциям, может рассчитывать болтовые, фрикционные и сварные соединения, проектировать фермы, балки, стойки, листовые конструкции.

Свой мануал я постараюсь сделать для начинающих пользователей, но если у вас останутся вопросы, задавайте их в комментариях.

Итак, приступим к расчету балки в SCAD.

Для начала нам необходимо создать новый проект, для этого жмем кнопку «Проект -> Новый проект» вылезает такая табличка

Не буду расписывать что означает каждая кнопка, это вы можете прочитать отдельно, а только остановлюсь на самом главном.

Единицы измерения для строительных конструкций указываем следующие:

Линейные размеры — м (т.е. в метрах)

Размеры сечений в см (т.е. в сантиметрах)

Силы — т (т.е. в тоннах)

цифры в правой части обозначают до каких единиц округляются числа, например 1,12 для линейного размера означает, что метры округляются до сантиметров.

Тип схемы я всегда выбираю «Система общего вида» т.к. данный вариант подходит для всех расчетов стержневых систем.

Наименование — можно написать имя проекта, жмем «ОК»

Появляется окно создания нового проекта, задаем папку и имя файла. Этот файл и есть файл расчета, его можно будет при необходимости переместить на другой компьютер.

Далее появляется такое окно

Для начала нам необходимо построить расчетную схему. Возьмем простой пример.

Создаем расчетную схему

Открываем вкладку «Расчетная схема» и жмем на вкладку «Геометрия»

Откроется редактор расчетной схемы

Далее во вкладке «Узлы и элементы» жмем на 1-ую иконку «Узлы» в открывшимся списке жмем на иконку «Ввод узлов» появиться следующее окно

Здесь мы задаем координаты точек, по которым мы построим балку

Координаты Y и Z мы не трогаем, меняем только Х.

Вводим (0;0;0),(5;0;0),(10;0;0),(14;0;0);(15;0;0)

Чтобы отобразить точки узлов на экране необходимо активировать кнопку «Узлы» на боковой панели «Фильтры отображения»

Изначально панель вертикальная, для удобства отображения я ее перевернул.

Далее жмем на иконку «Элементы», в открывшемся списке жмем «Добавление стержней с учетом промежуточных узлов» и жмем вначале на точку (0;0;0), затем (15;0;0) стержень разобьется на несколько стержней с учетом промежуточных точек, связи между стержнями считаются жесткими, но сечение может отличаться.

Если воспользоваться кнопкой «Добавление стержня», то нельзя сразу соединить узлы (0;0;0) и (15;0;0) т.к. промежуточные опоры не добавятся, нужно поочередно соединять все узлы.

Далее необходимо закрепить стержень, для этого жмем на вкладку «Назначения» и в открывшемся списке выбираем «Установка связей в узлах» всплывает окно «Связи»

Узел в т. А шарнирный, с ограничениями по перемещению по осям X,Y,Z т.е. фиксируем точку А по направлению X, Y, Z, для этого в окне «Связи» жмем кнопки X, Y, Z жмем OK, выбираем точку А (коорд. (0,0,0) , веделенная точка должна стать красного цвета) и жмем Enter.

Точку B (5;0;0) и C (10;0;0) фиксируем от перемещений по осям Y и Z.

Точку D (15;0;0) фиксируем по осям X,Y,Z и ограничиваем поворот вокруг оси Uy (в данном случае можно оставить балку не закрепленной вокруг оси X и Z, это не имеет принципиального значения)

Чтобы на экране было видно какие узлы закреплены необходимо на боковой панели «Фильтры отображения» нажать иконку «Связи».

Если вы хотите проверить как закреплен узел, то на панели  «Фильтры отображения» необходимо нажать кнопку «Информация об узле» и выбрать необходимый узел, появится такое окно

Как видим узел, который в нашем варианте обозначен под номером 5, с координатами (15;0;0) зафиксирован от перемещений по осям X,Y,Z и от поворота вокруг оси Y. В этом же окне можно изменить закрепление узлов балки просто кликнув на нужной кнопке.

Теперь установим шарнир в точке левее на 1 м от точки D. Для этого в панели «Назначения» нажимаем кнопку «Установка шарниров» ставим галочку в поле Uy в Узле 2 (сохраняется соединение стержня но появляется возможность поворота вокруг оси Y) выбираем стержень 3 (X от 10 до 14) и жмем Enter. Чтобы отобразить шарнир на экране в панели «Фильтры отображения» нажмите иконку «Шарниры». Шарнир отображается на экране круглишком чуть левее точки X=14.

Почему необходимо нажимать узел 2 при установке шарниров? Узел 1 это левый и нижний узел стержня, узел 2 — это верхний и правый узел стержня.

Чтобы узнать имеет ли шарнир данный стержень необходимо в панели  «Фильтры отображения» нажить кнопку «Информация об элементе» появиться такое окно

Здесь жмем кнопку «Шарниры» и увидим закрепления данного стержня, здесь же можно и удалить шарнир если он не нужен.

Задаем материал балки

Далее нам необходимо задать профиль, из которого будет выполнена балка, конечно цель расчета как раз и подобрать сечение, но программа не может прогнать расчет без выбора сечения, поэтому мы предварительно назначаем профиль балки. Не важно какой профиль мы зададим изначально т.к. потом, по результатам расчета, мы его поменяем на нужный.

Во вкладке «Назначения» жмем «Назначение жесткостей стержням» ставим галочку в поле «Профили металлопроката», переходим во вкладку «Профили металлопроката». В правом окошке во вкладке «Полный каталог профилей ГОСТ выбираем допустим «Двутавр 20Б1», материал «Сталь обыкноменная» жмем OK и поочередно выбираем все наши стержни, жмем Enter (возможно выделить их все вместе нажав вначале правой кнопкой мыши в окне программы, затем нажать кнопку «Прямоугольник» и обвести прямоугольник так, чтобы внутрь попали все стержни).

Чтобы убедиться в том, что все профили заданы, да и просто посмотреть на расчетную модель можно нажать на кнопку «Презентационная графика» здесь модель видна в 3-х мерном виде. Если профиль балки не отображается, то возможно отключена галочка «Показать профиль стержневых элементов» или профиль не задан. Чтобы выйти из режима презентационной графики просто закройте окно.

Задаем нагрузки

Далее необходимо загрузить балку.

Предположим, что все нагрузки могут присутствовать независимо друг от друга, поэтому будем задавать их отдельно.

Итак «Нагрузка №1» будет переменная нагрузка по балке .

Переходим во вкладку «Загружения» и жмем на кнопку «Нагрузки на стержни». Вид нагрузки выбираем «Трапецевидная», направление Z, P1=0.2 т/м, А1=1 м, P2=0.4 т/м, А2=4 м, жмем ОК и выбираем первый стержень, жмем Enter.

Чтобы отобразить нагрузку необходимо включить на панели «Фильтры отображения» кнопки «Распределенные нагрузки» и «Значения нагрузок».

Далее необходимо записать загружение, для этого жмем кнопку «Упаковка загружений», вылезает сообщение «Текущее загружение было модифицировано. Сохранить?» жмем Да. Имя задаем  «Нагрузка №1» и жмем OK, Да, Да

Далее задаем нагрузку №2

Опять нажимаем во вкладке «Загружения» кнопку «Нагрузки на стержни». Вид нагрузки распределенная, направление нагрузки Z, P=0.2 т/м, выбираем 2-ой стержень между точками B и С, жмем Enter. Далее опять сохраняем загружение кнопкой «Упаковка загружения». Имя задаем «Нагрузка №2».

Задаем нагрузку №3

Нажимаем на кнопку «Нагрузки на стержни», вид нагрузки «Сосредоточенная», направление силы Z, P1=0.5 т, А1=2 м, выбираем 3-ий стержень и жмем  Enter.

Чтобы отобразить нагрузку необходимо включить на панели «Фильтры отображения» кнопку «Сосредоточенные нагрузки».

Записываем загружение кнопкой «Упаковка загружений». Имя задаем «Нагрузка №3».

Теперь необходимо создать нагрузку от собственного веса.

Заходим в «Загружения» и жмем кнопку «Собственный вес» коэффициент ставим 1.05 (для металлоконструкций согласно СП) и жмем ОК. Теперь жмем кнопку «Упаковка загружений», в качестве имени можно написать «Собственный вес».

Также на будущее хочу сказать что в модели должны задаваться расчетные нагрузки, а не нормативные.

Далее нам необходимо проверить схему, для этого во вкладке «Управление» жмем кнопку «Экспресс контроль исходной схемы», отмечаем все и жмем OK. Должно выйти сообщение «Ошибки не обнаружены».

Далее надо попасть в меню управления проектом, для этого жмем кнопку «Выйти в экран управления проектом» во вкладке «Управление».

Задаем комбинации загружений

Во вкладке «Специальные исходные данные» жмем на кнопку «Комбинации загружений». Мы предполагаем, что на балку может действовать либо одна из нагрузок, либо комбинация из 2-х, либо все нагрузки одновременно. Чтобы сделать данные комбинации мы поочередно вбиваем комбинации, причем если мы хотим ее учитывать ставим 1, если не учитываем ставим ноль, так перебираем все варианты. Собственный вес учитывается во всех нагрузках с коэффициентом 1. Должно получиться так

Жмем OK.

Хочу отметить, что цифра здесь может принимать не только значение единицы или нуля т.к. это коэффициент, с которым учитывается действие нагрузки в данном сочетании, например если поставить цифру 2, то нагрузка увеличиться в 2-а раза. Этим приемом можно пользоваться если задавать в расчетной модели нормативные нагрузки, а затем коэффициентом в комбинациях загружений переводить в расчетные, однако для РСУ (Расчетные Сочетания Усилий) требуется задание расчетных значений, поэтому лучше сразу приучать себя задавать расчетные значения нагрузок.

Производим расчет

Теперь мы можем выполнить расчет, для этого на вкладке «Расчет» жмем кнопку «Линейный». Во всплывающем окне жмем ОК, не меняя настроек.

Происходит расчет, и в расчете нам необходимо посмотреть отчет. Здесь у нас будет следующая ошибка

Дело в том, что т.к. мы считаем в пространственной системе координат, нам необходимо закрепить стержень от проворачивания (вокруг оси X)

Корректируем расчетную схему

Жмем кнопку «Выход» и заходим в «Расчетная схема — > Геометрия», кнопкой «Информация об узле» выбираем последний узел (в данном случае можно выбрать и другой узел). Чтобы отобразить узлы не забываем нажать кнопку «Узлы» в панели «Фильтры отображения». В панели «Информация об узле» блокируем вращение вокруг оси Х

Теперь опять производим расчет (Выходим в экран управления проектом и жмем Расчет — > Линейный). Теперь в отчете не должно быть данной ошибки, хотя там будет надпись «Внимание: Дана сумма всех внешних нагрузок на основную схему» — это так должно быть, но больше восклицательных знаков быть не должно, если у вас они есть, значит надо проверить схему.

Смотрим результаты расчета

Чтобы посмотреть результаты заходим на вкладке «Результаты» в «Графический анализ».

Нас прежде все интересуют эпюры. Заходим во вкладку «Эпюры». Чтобы отобразить эпюру изгибающих моментов в окне «Выбор вида усилия» выбираем MY, и нажимаем кнопку «Эпюры усилий». Чтобы отобразить значения необходимо в панели «Фильтры отображения» нажать кнопку «Оцифровка изополей/изолиний». Далее перебирая различные сочетания мы можем увидеть какие сочетания наиболее критичны. Чтобы эпюра была более читаемой можно воспользоваться коэффициентом масштабирования (находится правее окна выбора сочетания усилия).

Цифрой отображается максимальное значение усилия в данном стержне, а не значение под цифрой. Для того, чтобы узнать координаты точки, где имеется максимальный момент, можно нажать кнопку «Информация об элементе», выбрать интересующий элемент и там нажать кнопку «Эпюры усилий».

Теперь когда мы разобрались как читать результаты, давайте разберемся как подобрать необходимую балку. Для этого в программе предусмотрен постпроцессор, но работать с ним можно только задав РСУ, чего мы ещё не сделали. Конечно можно проанализировав данные расчета подобрать сечение вручную, но лучше научиться делать это в программе, тем более она умеет автоматически подбирать нужное сечение.

Задаем расчетные сочетания усилий

Для задания РСУ выходим в экран управления проектом (кнопка «Выйти в экран управления проектом» на вкладке «Управление»). Тут у нас есть 2-а вида РСУ: Расчетные сочетания усилий и Расчетные сочетания усилий (новые). Это в принципе одно и тоже, но алгоритм работы у них не много разный. Изначально был просто РСУ, затем разработчики добавили РСУ (новые) оставив и предыдущий вариант РСУ. Чем они отличаются в нашем примере не принципиально, можно задать РСУ в любом виде.

Зададим РСУ в старой версии т.к. он более простой для понимания.

В разделе «Специальные исходные данные» жмем на кнопку «Расчетные сочетания усилий».

Тип нагрузки, для примера, выбираем «Временное длительно действующие»

Жмем ОК и опять проводим расчет (кнопка «Линейный» во вкладке «Расчет»)

Подбираем профиль

Теперь постпроцессор будет активен. Переходим в «Результаты -> Графический анализ — > Постпроцессоры». Жмем кнопку «Проверка сечений из металлопроката — > Установка параметров».

Выбираем марку стали (для примера выберем марку стали С245, а в реальном случае необходимо сделать несколько расчетов для разных марок и вычислить оптимальный с точки зрения экономического обоснования), предельную гибкость ставим 400.

Далее нам необходимо обозначить назначение конструктивного элемента либо группы конструктивных элементов. Если вы рассчитываете не большое количество элементов, можно сделать назначение конструктивного элемента, если вы рассчитываете сборку со множеством элементов, то можно назначить группу конструктивных элементов. В нашем случае мы рассмотрим первый вариант.

Нажимаем кнопку «Назначение конструктивных элементов» (панель не выскакивает, но кнопка становиться активна), выделяем первый стережнь (от Х=0 до Х=5) и жмем Enter, теперь в панели «Конструктивный элемент» введем следующие данные:

имя конструктивного элемента — Б1 (может быть другое, например Балка1);

коэффициент расчетной длины — XOZ = 1; XOY = 1;

марка стали оставляем С245;

коэффициент условий работы — 1;

предельная гибкость — 0 (предельная гибкость в СНиП для балок не нормируется, поэтому если поставить значение ноль, то данный вид расчета не будет произведен в SCAD, однако если вы оставите предельную гибкость 400, то скорее всего это не повлияет на подбор сечения).

Повторяем данную операцию для стержня №2,3. Для стержня №4 коэффициент расчетной длины по XOZ=0.7, XOY=1, т.к. один узел у нас шарнирный, а другой жестко защемленный.

Коэффициенты расчетной длины для различных видов закрепления можно посмотреть в СП 16.13330.2011 Таблица 30.

Жмем «Выход»

Теперь кнопка «Подбор сечений активна» и можно произвести расчет, нажимаем на нее и видим следующее

Программа подобрала сечения, но сделала их разными для одной балки, чтобы профиль был подобран для всей балки один и тот же необходимо создать группу унификации, для этого жмем кнопку «Назначение групп унификации», задаем имя группы, например «1», жмем кнопку «Новая группа», затем перетаскиваем Б1-Б4 в правую часть окна, жмем OK.

Жмем кнопку «Подбор сечений»

SCAD подобрал нам новое сечение (14Б2), ставим галочку в «Замена жесткостей элементов» и «ОК», далее выходим в экран управления проектом, SCAD спросит, что делать с новым сечением балки, ставим галочку на «Заменить жесткости элементов», и жмем ОК.

Делаем перерасчет для проверки нового сечения

Теперь нам необходимо заменить профиль и сделать перерасчет с учетом новой массы элементов. Менять нагрузку в загружениях нет необходимости т.к. при замене профиля масса пересчитывается автоматически, но после подбора балки эпюры от массы балки посчитаны как для старой, поэтому необходимо сделать перерасчет. Выходим в экран управления проектом, программа спросит что делать с новыми сечениями, ставим галочку напротив «Заменить жесткости элементов».

Заходим в «Расчетная схема — > Геометрия». Если мы нажмем кнопку «Информация об элементе» и выберем любой элемент, то увидим, что сечение стало 14Б2.

Выходим в экран управления проектом.

Производим расчет ( Расчет — > Линейный), заходим Результаты — > Графический анализ. Нажимаем во вкладке «Постпроцессоры» кнопку Проверка сечений металлопроката — > Подбор сечений».

Меняем стандарт, по которому подбирается профиль

Как видим двутавр 14Б2 вполне подходит для нашей балки, но давайте попробуем подобрать сечение из швеллера, возможно оно будет более экономичным. Программа подбирает сечение из того же стандарта, что и исходный профиль, поэтому швеллер в расчет не брался.

Выходим в экран управления проектом и заходим расчетную схему (Расчетная схема — > Геометрия). Далее жмем кнопку «Назначение жесткостей стержням» во вкладке «Назначения». Выбираем нашу балку 14Б2, заходим во вкладку «Профили металлопроката» , выбираем швеллер 14П согласно ГОСТ 8240-89 и жмем кнопку «Заменить и выйти». Кнопкой «Информация об элементе» можно проверить заменен ли профиль на швеллер 14П.

Менять массу в нагрузках не надо т.к. она меняется автоматически.

Выходим в экран управления проектом и делаем расчет (Расчет — > Линейный).

Заходим в Результаты — > Графический анализ — > Постпроцессоры — > Проверка сечений металлопроката. Выходит сообщение по поводу использования сечений, надо нажать «Нет» чтобы данные старого подбора не учитывались. Жмем кнопку «Подбор сечений» и смотрим на результаты.

Швеллер 14П вполне подходит для нашей балки.

Сравниваем сечения проката

Теперь необходимо сравнить 2-а профиля — двутавр 14Б2 и швеллер 14П, для этого жмем кнопку «Информация об элементе», выбираем балку, нажимаем кнопку «Жесткости», во вкладке «профили металлопроката» нажимаем кнопку «Характеристики сечения».

Насколько экономичен профиль можно узнать по его массе т.к. цена на металлопрокат назначается в тоннах, а масса зависит от площади поперечного сечения, поэтому нам необходимо сравнить площадь сечения 2-х профилей и выбрать наименьший.

Площадь двутавра можно посмотреть там же, просто нажмите «ОК» и выберите двутавр 14Б2 в списке профилей.

Как видим швеллер 14П имеет меньшую площадь чем двутавр 14Б2, поэтому его использовать выгоднее чем двутавр. Можно таким методом перебрать весь сортамент и менять марку стали, чтобы выбрать оптимальный вариант профиля для балки.

Печать отчета

Теперь закрываем окна «Характеристики сечения», «Жесткости стержневых элементов», «Информация об узле» и сделаем отчет.

Нажимаем на кнопку «Расчет» на панели «Постпроцессоры» и далее нажимаем на кнопку «Формирование отчета» (похожа на кнопку MS Word), оставляем галочку «Для всех групп и конструктивных элементов», задаем папку и имя файла.

В отчете можно посмотреть на сколько загружена балка, в нашем случае балка подбиралась по устойчивости и профиль загружен на 100%.

Чтобы распечатать эпюры заходим во вкладку «Эпюры усилий» и выбираем нужную комбинацию, настраиваем отображение. Далее можно либо сделать принтскрин и обработать его в Paint, либо можно через Файл — > Печать, распечатать его в pdf.

Эпюры элемента можно посмотреть через «Информация об элементе» и также сделать скрин или распечатать в pdf.

buildingbook.ru


Смотрите также