p align="left">- в диалоговом окне указать на строку "Кольцо 12х10". Дальше установить этот тип жесткости как текущий, двойным щелчком левой клавиши мыши; - на расчетной схеме выделим все элементы сечением и нажимаем кнопку «Назначить». Для назначения нагрузок в меню НАГРУЗКА рядом с другими командами находятся команда изменения номера загружения (НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ) и команда задачи типа нагрузки (НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ). Рассмотрим задачу нагрузок в 2-х загрузках. Назначим нагрузку в 1-ом загружении, выполнив следующую последовательность действий: - выбрать команду НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ и задать номер активной загрузки «1»; - выделить крайний левый верхний узел; - подать команду НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ; - назначить сосредоточенную силу на этот элемент: а) в диалоговой панели «Задание нагрузок» с помощью переключателя указать систему координат "Местная"; б) с помощью переключателя задать направление действия нагрузки вдоль местной оси Z; в) для того, чтобы задать сосредоточенную силу, в диалоговом окне выбрать соответствующий типу нагрузки ярлычок; г) в диалоговом окне задать величину силы Р =6 т; д) нажать кнопку «Подтвердить». Аналогично назначаем нагрузку для второго элемента: в диалоговом окне для задания сосредоточенной силы задаем величину силы Р =13 т и нажимаем кнопку «Подтвердить». Назначим нагрузки в 2-ом загружении. Для задачи распределенной силы на элементы 3 и 4 необходимо: - выделить на схеме элементы 3 и 4; - изменить номер загружения на 2 (НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ); - подать команду НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ: а) в диалоговой панели указать систему координат "Местная"; б) задать направление действия нагрузки вдоль местной оси Z; в) для того, чтобы задать равномерно-распределенную нагрузку в диалоговом окне выбрать кнопку ; г) в диалоговом окне, которое появилось, задать силу Р =1,3 т/м; д) нажать на кнопку «Подтвердить». Аналогично задаем распределенную силу на элемент 5 и 6: -в диалоговом окне НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ задаем величину равномерно-распределенную нагрузки - сила Р =3 т/м, - нажимаем на кнопку «Подтвердить». Формирование таблицы расчетных соединений усилий (РСУ): - в меню НАГРУЗКА выбрать команду РСУ, а потом - пункт Генерация таблицы РСУ; - выбрать вид загрузки для 1-го загружения (пункт постоянное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в сведенной информационной таблице РСУ и автоматически переключится номер загрузки на 2-и); - выбрать вид загрузки для второй загрузки (пункт временное длительное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в информационной таблице РСУ); - указать на кнопку "Закончить". Для выполнения расчета необходимо выбрать команду РЕЖИМ/ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ (пиктограмма ). После выполнения расчета ЛИР-ВИЗОР остается в режиме формирования расчетной схемы конструкции. 2.2.4 Визуализация результатов расчета Для отображения на экране результатов расчета графически: - войдем в меню РЕЖИМ/РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА; - выведем на экран эпюры нагрузок в разных загружениях на деформированной или на недеформированной схеме (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ); - для наглядности произведенных системой расчетов выведем на экран сравнительную схему зайдя в меню СХЕМА/Исходная+деформированная. Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры N в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ПРОДОЛЬНЫХ СИЛ). Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры Qz в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ или пиктограмма ). Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры My в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ). Получаем схему следующего вида: Аналогично выводятся эпюры для 2-го загружения: - эпюра N во 2-м загружении недеформированной схемы: - эпюра Qz во 2-м загружении недеформированной схемы: - эпюра My в 2-м загружении недеформированной схемы: Полученные результаты были вставлены в отчет выполненной работы с помощью ДОКУМЕНТАТОРА. 2.3 Плоская рама 2.3.1 Понятие плоской рамы как стержневой системы РАМА (от польск. Rama и нем. Rahmen) - плоская или пространственная, геометрически неизменяемая стержневая система, элементы которой (стойки и ригели) во всех или некоторых узлах жёстко соединены между собой. Применяют в качестве несущих конструкций в зданиях, инженерных сооружениях (мосты, путепроводы, эстакады и др.), в авиационных и судостроительных конструкциях и т.д., являются несущими частями машин (например, вагонная рама). Рама - это балка с ломанной осью, горизонтальные ее стержни - это ригель, вертикальные стрежни - стойки рамы. Ригель и стойка соединены между собой твердым узлом, который создает непрерывную в систему. На раму могут действовать крановые и надкрановые нагрузки. 2.3.2 Постановка задачи для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) плоской рамы Постановка задачи и исходные данные: 1) рассчитать и проанализировать напряженно-деформированное состояние рамы ( рис. 2.3). Арочная ферма состоит из труб, внешний диаметр которой D = 12 мм и внутренний диаметр d=10 мм. Рис. 2.3 Рама Рама имеет П-образный пролет в 12м и два симметричных горизонтальных элемента по 6 м, надкрановую и подкрановую части соответственно высотой по 4 м. Профиль стрежней колонн имеет прямоугольную форму - Брус - размерами h=60 см, b=40 см, сечение ригелей - тавр с размерами B=10 см, H=80 см, B1=30 см, H1=12 см. Механические характеристики: модуль Юнга Е= 3e6 тс/м2; плотность материала Ro=2.75 тс/м3. Нагрузка на конструкцию (рис.2.3): а) постоянные местные нагрузки F1=50 кН, F2=55 кН, F3=135 кН (1 загружение); б) постоянные равномерно распределенные нагрузки q1=10 кН/м, q2=12 кН/м, q3=15 кН/м (2-е загружение). 2) Вывести эпюры продольных, поперечных сил и сгибающих моментов в каждом загружении. 2.3.3 Алгоритм вычисления НДС плоской рамы Для создания файла необходимо в меню ФАЙЛ выбрать команду НОВЫЙ и в диалоговом окне, которое откроется, «ПРИЗНАК СХЕМЫ» ввести такие данные: имя файла - РАМА; признак схемы - 2 (Три степени свободы в узле - два перемещения и поворот в плоскости X0Z). Для создания геометрии схемы необходимо войти в меню СХЕМА/СОЗДАНИЕ/РЕГУЛЯРНЫЕ ФРАГМЕНТЫ И СЕТИ (пиктограмма ). В соответствующих окнах диалоговой панели «Создание плоских фрагментов и сетей» указываются следующие значения: |
Шаг вдоль 1-и (горизонтальной) оси | шаг вдоль 2-и (вертикальной) оси | | Значение | Количество | Значение | Количество | | L(м) | N | L(м) | N | | 6 | 1 | 4 | 1 | | 12 | 1 | 4 | 1 | | 6 | 1 | | | | |
Введение соответствующих значений для генерации рамы закончить нажатием кнопки «Применить». Рис. 2.4 Общая схема созданной рамы Для того, чтобы задать закрепление в узлах необходимо: - выделить узел 2 (рис. 2.4); - назначить связи в этом узле по направлениям X, Z и нажать кнопку «Применить»; - выделить узлы 1, 6 и 9, назначить связи по Z и щелкнуть по кнопке «Применить». Все узлы, которым предназначенные связи, имеют синий цвет. Для того, чтобы добавить шарнир в центре вертикальной балки необходимо: выделить элемент 4, где будет расположен шарнир; избрать меню ЖЕСТКОСТИ/ШАРНИРЫ; установить в окне ШАРНИРЫ переключатель для второго узла в направлении UY. Для выбора необходимых жесткостей элементов необходимо: - войти в меню ЖЕСТКОСТИ/ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ (пиктограмма ) и сформировать список типов жесткости, для чего указать на кнопку "Добавить"; - в диалоговом окне «Жесткости элементов» выбрать сечения элементов: а) для вертикальных элементов - Брус (бетон). В диалоговой панели указываются следующие параметры: модуль упругости - E = 3е6 тс/м2, геометрические размеры сечения - В = 60 см, Н = 40 см, объемный вес Ro= 2.75 тс/м3. Для дальнейшего использования разработанного сечения необходимо нажать кнопку «Подтвердить». б) для горизонтальных элементов - Тавр (бетон). В соответствующей диалоговой панели указываются следующие параметры: модуль упругости - E = 3е6 тс/м2, геометрические размеры сечения - В = 10 см, Н = 80 см, В1 = 30 см, Н1 = 12 см, объемный вес - Ro=2.75 тс/м3. Для подтверждения введения необходимо нажать кнопку «Подтвердить», перейти в следующее окно и нажать на кнопки «Подтвердить» и "Закончить". При этом откроется диалоговое окно, в котором находится следующий список сечений: «Брус 40x60», «Тавр_Т 10х80»; - не закрывая диалоговое окно «Жесткости элементов», отметить на схеме соответствующие элементы, и нажать кнопку «Назначить». Следующим этапом будет назначение нагрузок. Рассмотрим задачу нагрузок в 2-х загружениях. 1 загружение: - выделить элемент 3 (пиктограмма ). Задать сосредоточенную силу Р=-5т, а=2м и указать систему координат «Глобальная», направление - вдоль оси Х ; - выделить элемент 4. Задать сосредоточенную силу Р=13.5т, а=3м и указать систему координат «Глобальная», направление - вдоль оси Z; - выделить элемент 6. Задать сосредоточенную силу Р=5.5т, а=2м и указать систему координат «Глобальная», направление - вдоль оси Х. 2 загружение: - выделить элемент 1. Задать равномерно распределенную нагрузку q2 = 1.2 т/м и указать систему координат «Глобальная», направление - вдоль оси Z; - выделить элементы 4 и 5. Задать равномерно распределенную нагрузку q1=1 т/м и указать систему координат «Глобальная», направление - вдоль оси Z; - выделить элемент 7. Задать равномерно распределенную нагрузку q3=1.5 т/м и указать систему координат «Глобальная», направление - вдоль оси Х. Формирование таблицы расчетных соединений усилий (РСУ): - в меню НАГРУЗКА выбрать команду РСУ, а потом - пункт Генерация таблицы РСУ; - выбрать вид загрузки для 1-го загружения (пункт кратковремееное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в сведенной информационной таблице РСУ и автоматически переключится номер загрузки на 2-и); - выбрать вид загрузки для второй загрузки (пункт временное длительное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в информационной таблице РСУ); - указать на кнопку "Закончить". Для выполнения расчета необходимо выбрать команду РЕЖИМ/ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ (пиктограмма ). После выполнения расчета ЛИР-ВИЗОР остается в режиме формирования расчетной схемы конструкции. 2.3.4 Визуализация результатов расчета Для отображения на экране результатов расчета графически: - войдем в меню РЕЖИМ/РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА; - выведем на экран эпюры нагрузок в разных загружениях на деформированной или на недеформированной схеме (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ); - для наглядности произведенных системой расчетов выведем на экран сравнительную схему для «Загружения 1» зайдя в меню СХЕМА/Исходная+деформированная. Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры N в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ПРОДОЛЬНЫХ СИЛ). Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры Qz в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ или пиктограмма ). Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры My в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ). Получаем схему следующего вида: Аналогично выводятся эпюры для 2-го загружения: - эпюра N во 2-м загружении недеформированной схемы: - эпюра Qz во 2-м загружении недеформированной схемы: - эпюра My в 2-м загружении недеформированной схемы: Полученные результаты были вставлены в отчет выполненной работы с помощью ДОКУМЕНТАТОРА. Выводы В данной работе были рассмотрены несколько примеров расчета напряженно-деформированного состояния заданных конструкций. Примеры, содержащие основные виды систем и нагрузок, предоставили возможность детально ознакомиться на практике с основными возможностями рассматриваемой программы, что позволит в дальнейшем самостоятельно решать поставленные задачи при помощи ЛИР-ВИЗОР. Последовательно - от простого к сложному - рассматриваются в данной работе поэтапные техники, используемые при формировании расчетных схем и их атрибутов, при анализе результатов расчета. Приводятся также приемы автоматизированного проектирования железобетонных и стальных конструкций. В каждом примере были выполнены необходимые действия, связанные с корректным применением требуемых диалоговых окон и выбором цепочки требуемых команд. Кроме того, каждый пример был детально описан и снабжен необходимыми комментариями, поясняющими те или иные особенности структуры исходных данных и принятых алгоритмов расчета, что позволяет закрепить навыки работы с программой, а также в дальнейшем обращаться к данной работе как к справочной за информацией по расчету основных типов сооружений и конструкций. Литература 1 . Баженов В.А., Гранат С. Я., Шишов О.В. Строительная механика. - К. : Выща школа, 1999. 2 . Барабаш М.С., Гензерский Ю.В., Марченко Д.В., Титок В.П. Лира 9.2. Примеры расчета и проектирования.- Киев: Факт, 2005.-106 с. 3 . Снип 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Г.: Стройиздат, 1986. 4 . Снип 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. Г.: Стройиздат, 1985. 5 . Динамический расчет зданий и сооружений. Справочник проектировщика. - Г.: Стройиздат, 1984. 6 . Городецкий А.С., Олин А.И., Батрак Л.Г., Домащенко В.В., Маснуха А.М., "ЛИРА-ПК" - программный комплекс для расчета и проектирования конструкций, Киев, вып. НИИАСС, 2002. 7 . Городецкий А.С., Шмуклер А.В., Бондарев А.В. Информационные технологии расчета и проектирования строительных конструкций.- Харьков: НТУ «ХПИ», 2003 - 889 с. 8 . Методические указания, контрольные задачи и типичные примеры к изучению курса «Строительная механика»/Упоряд. С.В. Олешкевич и др. - Харьков: ХДТУБА, 2001.- 116 с. 9 . Расчет напряженно-деформированных состояний стержневых конструкций с помощью ПК «ЛИРА-Windows». Методическое пособие - Харьков: ХДТУБА, 2006.- 50 с.
Страницы: 1, 2, 3
|