Карякин А.А. Расчет поперечной рамы одноэтажного промышленного здания с использованием программного комплекса ЛИРА 9.6
Подождите немного. Документ загружается.
31
1.3.5. Нагрузки
Нагрузки на расчетную схему прикладываем по загружениям, которые
показаны на рис. 4.
Для того чтобы приложить нагрузки в загружении, необходимо сначала
сделать его активным (по умолчанию в ПК «ЛИРА» активно первое загружение).
Для этого необходимо выполнить следующие операции:
1. Последовательно активизировать пункты меню «Нагрузки» – «Выбор
загружения» (кнопка на панели
инструментов).
2. В открывшемся окне «Активное загружение» выбрать соответствующий
номер загружения, а также в рабочей ячейке «Имя» для первого загружения
ввести – «Собственный вес» (рис. 29).
Рис. 29. Диалоговое окно «Активное загружение»
3. Нажать кнопку «Применить». При этом окно закроется, а в левом верхнем
углу рабочего поля появится название загружения – «Собственный вес».
При активном первом загружении необходимо загрузить раму нагрузкой от
собственного веса в соответствии с рис. 4, загружение 1, в той же
последовательности, которая приведена в сборе нагрузок (см. п. 1.2).
Для того чтобы
приложить собственный вес нижней ветви железобетонной
колонны по оси А с учетом веса стеновых панелей необходимо выполнить
следующие операции:
1. Отметить на расчетной схеме соответствующий КЭ.
2. Последовательно активизировать пункты меню «Нагрузки» – «Нагрузка на
узлы и элементы» (кнопка на панели инструментов).
3. В открывшемся окне «Задание нагрузок» выбрать закладку «Нагрузки на
стержни» (рис. 30).
4. Выбрать систему координат – «Глобальная», направление действия
нагрузки – «Z», затем нажать кнопку «Равномерно распределенная» (
).
32
Рис. 30. Диалоговое окно «Задание нагрузок» – «Нагрузки на стержни»
5. В открывшемся окне «Параметры» занести в рабочую ячейку величину
нагрузки +3.85 тс/м и нажать кнопку «Подтвердить», вновь возвращаясь в
окно «Задание нагрузок» (при этом в поле «Текущая нагрузка» появится
тип, направление действия и величина введенной нагрузки).
Важно: При задании величины нагрузки, дробную часть числа от целой
отделять точкой.
Если будет использована запятая, то число, написанное после
знака, будет отбрасываться.
6. Нажать кнопку «Применить», после чего указанный КЭ загрузится
требуемой нагрузкой.
Для того чтобы визуально отслеживать правильность приложения нагрузки
следует активизировать вывод на расчетную схему вид и величину нагрузки (см.
табл. 2 и рис. 15,б, [2]).
Аналогично загружаем верхнюю ветвь крайней
железобетонной колонны
(нагрузка +3.39 тс/м), нижнюю и верхнюю ветви средней железобетонной
колонны (соответственно +0.88 и +0.66 тс/м), нижнюю и верхнюю ветви крайней
металлической колонны с учетом веса стеновых панелей (+3.218 тс/м и +3.134
тс/м), двускатную балку (+2.63 тс/м).
33
Для того чтобы приложить момент от собственного веса стеновых панелей на
нижнюю ветвь крайней железобетонной колонны (сосредоточенный момент
прикладывается с шагом 1 м по высоте колонны в местах крепления панелей)
необходимо выполнить следующие операции:
1. Отметить на расчетной схеме КЭ, соответствующий нижней ветви крайней
железобетонной колонны.
2. Активизировать команду «Нагрузка на узлы
и элементы».
3. В открывшемся окне выбрать закладку «Нагрузки на стержни».
4. Выбрать систему координат – «Глобальная», направление действия
нагрузки – «У» (момент вокруг оси У), затем нажать кнопку
«Сосредоточенный момент» ( ).
5. В окне «Параметры» необходимо занести в рабочую ячейку величину
момента +1.34 тс*м и расстояние от первого узла стержня А=1.0 м
, затем
нажать кнопку «Подтвердить».
6. Нажать кнопку «Применить».
Далее необходимо задать момент с привязкой А=2.0 м, затем А=3.0 м, А=4.0
м, А=5.0 м и А=6.0 м.
Аналогично загружаем верхнюю ветвь крайней железобетонной колонны
(М
ст
=0.72 тс*м, А=1.0 м, А=2.0 м, А=3.0 м и А=3.8 м), нижнюю и верхнюю ветви
крайней металлической колонны (М
ст
1.93 тс*м, А=1.0 м, А=2.0 м, А=3.0 м,
А=4.0 м, А=5.0 м и А=6.0 м для нижней ветви и М
ст
1.19 тс*м, А=0.15 м,
А=1.15 м, А=2.15 м, А=3.15 м для верхней ветви).
Для того чтобы приложить узловую нагрузку на металлическую ферму от
собственного веса необходимо выполнить следующие операции:
1. Отметить на расчетной схеме соответствующие узлы.
2. Активизировать команду «Нагрузка на узлы и элементы».
3. В открывшемся окне выбрать
закладку «Нагрузки в узлах» (рис. 31).
4. Выбрать систему координат – «Глобальная», направление действия
нагрузки – «Z», после чего нажать кнопку «Сосредоточенная сила»
().
5. В окне «Параметры» занести в рабочую ячейку величину силы +0.193 т и
нажать кнопку «Подтвердить».
6. Нажать кнопку «Применить».
Аналогично прикладываем все узловые нагрузки в первом
загружении –
сосредоточенные силы на верхние узлы фермы от собственного веса кровли
2.213 тс на средние и 1.203 тс на крайние, от собственного веса подкрановых
балок 5 тс на железобетонную колонну и 1.72 тс на металлическую,
сосредоточенные моменты от собственного веса подкрановых балок 1.75 тс*м на
крайнюю железобетонную колонну и 0.86 тс*м на крайнюю металлическую
колонну.
34
Рис. 31. Диалоговое окно «Задание нагрузок» – «Нагрузки в узлах»
Закончив приложение нагрузок в первом загружении, переходим ко второму
загружению. Для этого необходимо активизировать второе загружение, выбрав
команду «Выбор загружения». В открывшемся окне необходимо установить
цифру 2, а в рабочей ячейке «Имя» ввести – «Снег на левом пролете» и нажать
кнопку «Применить».
Необходимо загрузить двускатную балку равномерно распределенной
погонной снеговой нагрузкой (+1.08 тс/м).
Далее необходимо создать третье загружение, четвертое и т.
д. до тех пор, пока
не будут приложены нагрузки во всех 13 загружениях.
1.3.6. Расчетные сочетания усилий (РСУ)
Правила составления таблицы РСУ изложены в п. 3.2.10, [2].
Для нашего примера эта таблица имеет вид (табл. 2).
Для того чтобы составить таблицу РСУ, необходимо последовательно описать
каждое загружение, для этого необходимо выполнить следующие операции:
1.
Последовательно активизировать пункты меню «Нагрузки» – «РСУ» –
«Генерация таблицы РСУ».
2. В открывшемся окне «Расчетные сочетания усилий» (рис. 32) для первого
загружения в рабочей ячейке «Вид загружения» установить –
«Постоянное», а также занести информацию, соответствующую строке 1
таблицы 2.
35
Таблица 2
Расчетные сочетания усилий (РСУ)
Вид нагрузки
№
загружения
Вид
загружения
Объединение
временных
загружений
Знакопереме
нное
Взаимоисключ
ающие
Сопутствующие
(тормозные)
γ
f
Доля
длительности
Коэффициенты
РСУ
1 гр. 2 гр. 1 гр. 2 гр. 1
е
осн.
2
е
осн.
особое
П 1 0 0 0 0 0 0 0 1,1 1 1 1 0,9
СН 2 2 0 0 0 0 0 0 1,4 0,5 1 0,9 0,5
СН 3 2 0 0 0 0 0 0 1,4 0,5 1 0,9 0,5
КР 4 3 0 0 1 0 8 9 1,1 0,6 1 0,9 0
КР 5 3 0 0 1 0 8 9 1,1 0,6 1 0,9 0
КР 6 3 0 0 2 0 10 11 1,1 0,6 1 0,9 0
КР 7 3 0 0 2 0 10 11 1,1 0,6 1 0,9 0
Т 8 4 0 1 3 0 0 0 1,2 0 1 0,9 0
Т 9 4 0 1 3 0 0 0 1,2 0 1 0,9 0
Т 10 4 0 1 4 0 0 0 1,2 0 1 0,9 0
Т 11 4 0 1 4 0 0 0 1,2 0 1 0,9 0
В 12 2 0 0 5 0 0 0 1,4 0 1 0,9 0,5
В 13 2 0 0 5 0 0 0 1,4 0 1 0,9 0,5
Примечание: П – постоянная нагрузка; СН – снеговая; КР – крановая;
Т – тормозная; В – ветровая.
36
3. Нажать кнопку – «Подтвердить», после чего в первую строку рабочего окна
«Сводная таблица для вычисления РСУ» автоматически занесется
информация, а номер загружения увеличится на единицу.
Аналогично описать второе загружение, третье и т.д.
Для того чтобы задать знакопеременность для 8, 9, 10, 11 загружений в окне
«Расчетные сочетания усилий» необходимо поставить галочку в
ячейке
«Учитывать знакопеременность» (рис. 32).
Рис. 32. Диалоговое окно «Расчетные сочетания усилий»
1.4. Расчет и анализ результатов
1.4.1. Выполнение расчета
Для выполнения статического расчета рамы ОПЗ в меню «Режим» необходимо
активизировать пункт «Выполнить расчет» (кнопка на панели инструментов).
Расчет выполняется при отсутствии ошибок. При наличии ошибок расчет
прерывается, а в окне «Расчет» появится сообщение о характере ошибки.
37
Для того чтобы выйти из окна «Расчет» необходимо нажать кнопку «Закрыть»
(при наличии ошибок), вернувшись в режим создания и корректировки расчетной
схемы.
К некоторым из основных ошибок можно отнести: геометрически изменяемая
система (имеются «висячие узлы» или отсутствуют связи); не назначена
жесткость одного или нескольких КЭ; отсутствуют нагрузки и др.
После
исправления ошибок необходимо вновь запустить задачу на решение. В
процессе расчета в нижнем окне экрана монитора выводится протокол расчета, в
котором отражается информация о текущих параметрах расчета, его этапах, а
после окончания расчета на экран выводится соответствующее сообщение.
1.4.2. Визуализация результатов расчета
Для просмотра, анализа и вывода результатов расчета необходимо
перейти в
режим «Результаты расчета», для этого в меню «Режим» активизируем пункт
«Результаты расчета» (кнопка на панели инструментов), после чего появиться
рабочее окно ПК «ЛИРА» в режиме визуализация результатов расчета.
Основные правила и приемы вывода результатов расчета в графической форме
указаны в табл. 7, 8 [2].
На рис. 33–36 представлены деформированная схема и эпюры
внутренних
усилий (N, M, Q) в элементах рамы. Их можно визуализировать непосредственно
на экране монитора с последующим получением твердой копии.
Для того чтобы вывести на экран деформированную схему рамы от 12-го
загружения, необходимо выполнить следующие операции:
1. Установить номер загружения 12, нажав на стрелочки панели «Загружения»
().
2. Нажать кнопку – «Подтвердить».
3. Последовательно активизировать пункты
меню «Схема» – «Исходная +
деформированная» (кнопка на панели инструментов), после чего на
экране появиться деформированная схема (рис. 33).
Чтобы вернуться к исходной расчетной схеме, необходимо последовательно
активизировать пункты меню «Схема» – «Исходная схема» (кнопка на панели
инструментов).
Для того чтобы вывести на экран эпюры внутренних усилий N от 1-го
загружения, необходимо выполнить следующие операции:
1. Установить номер загружения.
2. Последовательно активизировать пункты меню «Усилия» – «Эпюры» –
«Эпюры продольных сил (N)» (кнопка на панели инструментов, а затем
на дополнительной панели внизу экрана монитора), после чего на
экране появиться эпюра N (без значений на эпюре).
38
Рис. 33. Деформированная схема рамы от 12-го загружения (ветер слева)
1 – исходная схема; 2 – деформированная схема
Рис. 34. Эпюры продольных сил в КЭ колонн от 1-го загружения
3. Вывести значения на эпюрах. Для этого последовательно активизировать
пункты меню «Опции» – «Флаги рисования» (кнопка на панели
инструментов). В открывшемся окне «Показать» выбрать закладку
«Результаты» (крайняя справа), в которой отметить пункт «Значения на
эпюрах» и нажать кнопку «Перерисовать» ( ).
Аналогично выводятся эпюры внутренних усилий М (Му) и Q (Qz), например,
от 4-го загружения
.
2
1
39
Рис. 35. Эпюры изгибающих моментов в КЭ колонн от 4-го загружения
Рис. 36. Эпюры поперечных сил от 4-го загружения
Для того чтобы вывести на экран мозаику перемещений по оси Х от 12-го
загружения, необходимо выполнить следующие операции:
1. Установить номер загружения.
2. Установить исходную расчетную схему (визуализация перемещений на
деформированной схеме не всегда удобна).
3. Последовательно активизировать пункты меню «Деформации» – «В
глобальной системе» – «Узловые перемещения» – «Мозаика перемещений
по Х» (кнопка
на панели инструментов), а затем на
40
дополнительной панели справа экрана монитора, после чего на экране
появиться мозаика перемещений по Х (рис. 37).
Рис. 37. Мозаика перемещений по оси Х от 12-го загружения
Аналогично выведем мозаику перемещений по оси Z от 1-го загружения (рис. 38).
Рис. 38. Мозаика перемещений по Z от 1-го загружения