Материал: Расчет конечно-элементных моделей строительных конструкций зданий и сооружений. Пинаев С.А., Каштанов С.В

1.4. Содержание отчета

В отчете необходимо представить распечатку расчетной схемы, схемы загружения, характерные эпюры усилий и перемещений.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение расчетной модели?

2. Какие типы расчетных моделей рассматриваются в работе?

3. Опишите типы узлов, типы КЭ, виды нагрузок?

4. Какая существует связь между типом КЭ и набором жесткостей?

– показать технику задания нагрузок и составления РСУ;

– показать процедуру подбора арматуры.

3.3. Выполнение работы

Исходные данные:

Вариант №1 (рис. 3.1)

Железобетонная плита размером 3×6 м, толщиной 150 мм. Дальняя сторона плиты свободно оперта по всей длине, ближняя – свободно оперта своими концами на колонны. Длинные стороны плиты – свободны.

Расчет производится для сетки 6×2.

Вариант №2

Железобетонная плита размером 4×8 м, толщиной 180 мм. Дальняя сторона плиты свободно оперта по всей длине, ближняя – свободно оперта своими концами на колонны. Длинные стороны плиты – свободны.

Расчет производится для сетки 8×16.

Вариант №3

Железобетонная плита размером 5×6 м, толщиной 100 мм. Дальняя сторона плиты свободно оперта по всей длине, ближняя – свободно оперта своими концами на колонны. Длинные стороны плиты – свободны.

Расчет производится для сетки 10×12.

Вариант №4

Железобетонная плита размером 3×5 м, толщиной 200 мм. Дальняя сторона плиты свободно оперта по всей длине, ближняя – свободно оперта своими концами на колонны. Длинные стороны плиты – свободны.

Расчет производится для сетки 6×10.

Нагрузки:

– загружение 1 – собственный вес плиты;

– загружение 2 – сосредоточенные нагрузки Р = 1тс, приложенные по схеме рис. 3.1, загружение 2;

– загружение 3 – сосредоточенные нагрузки Р = 1тс, приложенные по схеме рис. 3.1, загружение 3.

Рис. 3.1. Расчетная схема плиты

Для того чтобы начать работу с ПК ЛИРА, выполните следующую команду Windows:

Пуск ð Программы ð ЛИРА-САПР ð ЛИРА-САПР 2014.

Этап 1. Создание новой задачи

• Для создания новой задачи выполните пункт меню Файл ð Новый (кнопка на панели инструментов).

• В диалоговом окне Признак схемы задайте следующие параметры:

• имя задачи – Расчет плиты (шифр задачи по умолчанию совпадает с именем задачи);

• признак схемы – 5 – Шесть степеней свободы в узле.

• После этого щелкните по кнопке Подтвердить.

Этап 2. Создание геометрической схемы плиты

• С помощью меню Схема ð Создание ð Регулярные фрагменты и сети (кнопка на панели инструментов) выведите на экран диалоговое окно Создание плоских фрагментов и сетей.

• В таблице диалогового окна задайте шаг конечно-элементной сетки вдоль первой и второй осей:

• Шаг вдоль первой оси:

• L(м) N 0.50 6

• Шаг вдоль второй оси:

• L(м) N 0.50 12.

• Остальные параметры принимаются по умолчанию (рис.3.2).

• После этого щелкните по кнопке – Применить.

Этап 3. Задание граничных условий

• Выполните пункт меню Опции ð Флаги рисования (кнопка на панели инструментов).

• В

  

  Рис. 3.3. Диалоговое окно Показать

  диалоговом окне Показать (рис.3.3) активизируйте вторую закладку Узлы и установите флажок Номера узлов.

• После этого щелкните по кнопке – Перерисовать.

О

Рис. 3.4. Нумерация узлов расчетной схемы плиты

• Выполните пункт меню Выбор ð Отметка узлов (кнопка на панели инструментов).

• С помощью курсора выделите узлы опирания (узлы окрашиваются в красный цвет).

Отметка узлов выполняется с помощью одиночного указания курсором или растягиванием "резинового окна" вокруг группы узлов.

Рис. 3.5. Диалоговое окно Связи в узлах

Задание граничных условий в узлах опирания

• С помощью пункта меню Схема ð Связи (кнопка на панели инструментов) вызовите диалоговое окно Связи в узлах (рис.3.5).

• В этом окне с помощью установки флажков, отметьте направления, по которым запрещены перемещения узлов (Z – для дальней стороны плиты), (Z, Y, X, UX, UY, UZ –для крайних узлов ближней стороны плиты)

• После этого щелкните по кнопке – Применить (узлы окрашиваются в синий цвет).

• Выполните пункт меню Выбор ð Отметка узлов (кнопка на панели инструментов), чтобы снять активность с операции отметки узлов.

Этап 4. Задание жесткостных параметров элементам плиты

Формирование типов жесткости

• С помощью меню Жесткости ð Жесткости элементов (кнопка на панели инструментов) вызовите диалоговое окно Жесткости элементов (рис.3.6).

• В этом окне щелкните по кнопке Добавить и в библиотеке жесткостных характеристик щелкните по третьей закладке численного описания жесткости.

• Выберите двойным щелчком мыши элемент графического списка - тип сечения Пластины

Рис. 3.6. Диалоговое окно Жесткости элементов

• В диалоговом окне Задание жесткости для пластин задайте параметры сечения Пластины (рис.3.7):

• модуль упругости – Е = 3е6 т/м2;

• коэф. Пуассона – V = 0.2;

• толщина– Н = по заданию;

• удельный вес материала – Ro = 2.75 тс/м2.

• Подтвердите введенные данные щелчком по кнопке Подтвердить.

Н

Рис. 3.7. Диалоговое окно Задание жесткости для пластин

• В диалоговом окне Жесткости элементов в списке типов жесткостей выделите курсором тип жесткости 1. Пластина Н.

• Щелкните по кнопке Установить как текущий тип (при этом выбранный тип записывается в окне редактирования Текущий тип жесткости. Можно назначить текущий тип жесткости двойным щелчком на строке списка).

• Выполните пункт меню Выбор ð Отметка элементов (кнопка на панели инструментов).

• С помощью курсора выделите все элементы схемы (выделенные элементы окрашиваются в красный цвет).

Отметка элементов выполняется с помощью одиночного указания курсором или растягиванием "резинового окна" вокруг группы элементов.

• В диалоговом окне Жесткости элементов щелкните по кнопке Назначить (с элементов снимается выделение. Это свидетельство того, что выделенным элементам присвоена текущая жесткость).

Этап 5. Задание нагрузок

Формирование загружения № 1

• Д

  

  Рис. 3.8. Диалоговое окно Добавить собственный вес

  ля задания нагрузки от собственного веса плиты, вызовите диалоговое окно Добавить собственный вес с помощью пункта меню Нагрузки ð Добавить собственный вес (рис. 3.8).

• В этом окне, при активной радио-кнопке все элементы, щелкните по кнопке – Применить (в соответствии с заданным объемным весом Ro элементы загружаются нагрузкой от собственного веса).

Формирование загружения № 2

• С

  

  Рис. 3.9. Диалоговое окно

  Активное загружение

  мените номер текущего загружения, вызвав диалоговое окно Активное загружение (рис.3.9) с помощью меню Нагрузки ð Выбор загружения (кнопка на панели инструментов).

• В этом диалоговом окне задайте номер загружения 2.

• Щелкните по кнопке – Применить.

• Выполните пункт меню Выбор ð Отметка узлов (кнопка на панели инструментов).

• С помощью курсора выделите узлы № 18, 46 и 74.

• Из меню Нагрузки ð Нагрузка на узлы и элементы (кнопка на панели инструментов) вызовите диалоговое окно Задание нагрузок (рис.3.10).

• В этом окне, при активной закладке Нагрузки в узлах, радио-кнопками укажите систему координат Глобальная, направление – вдоль оси Z.

• Щ

  

  Рис. 3.10. Диалоговое окно Задание нагрузок

  елчком по кнопке сосредоточенной силы вызовите диалоговое окно Параметры нагрузки.

• В появившемся окне введите значение P = 1 тс (рис.3.11).

• Щелкните по кнопке Подтвердить.

• После этого в диалоговом окне Задание нагрузок щелкните по кнопке – Применить.

Рис. 3.11. Диалоговое окно Параметры нагрузки

Формирование загружения № 3 Смените номер текущего загружения, вызвав диалоговое окно Активное загружение с помощью меню Нагрузки ð Выбор загружения (кнопка на панели инструментов). В этом диалоговом окне переключите номер загружения на 3. Щелкните по кнопке Применить.

• Для вывода на экран номеров элементов, в диалоговом окне Показать (рис. 3.3) активизируйте первую закладку Элементы и установите флажок Номера элементов.

• Щелкните по кнопке – Перерисовать.

• Выделите элементы № 14, 23, 30, 31, 42, 43, 50, 59.

• В диалоговом окне Задание нагрузок (рис. 3.10) активизируйте закладку Нагрузки на пластины (по умолчанию указана система координат Глобальная, направление – вдоль оси Z).

• Щелчком по кнопке сосредоточенной силы вызовите диалоговое окно Параметры местной нагрузки.

• В этом окне задайте параметры:

• P = 1 тс;

• А = 0.25 м;

• В = 0.25 м.

• Щелкните по кнопке Подтвердить.

• После этого в диалоговом окне Задание нагрузок щелкните по кнопке – Применить.

Этап 6. Генерация таблицы РСУ