БАЗА ЗНАНИЙ
Задать вопрос
 

Тонкостенные стержни ЛСТК (учет депланации)

В ПК ЛИРА-САПР, начиная с версии 2018, реализована система расчета плоских и пространственных стержневых систем в условиях стесненного кручения, с учетом эффекта депланации поперечного сечения стержней. Данная система позволяет выполнять расчеты тонкостенных стержневых конструкций с использованием теории Власова.

В рамках этого расчета реализовано:

  1. Новый признак системы 6 (X,Y,Z,UX,UY,UZ,W). Узлы расчетной схемы в этом случае имеют 7 степеней свободы: 3 перемещения (X,Y,Z), 3 поворота (UX,UY,UZ) и новая степень свободы - депланация (W).
    • По этой степени свободы можно назначать связи, объединения перемещений, шарниры (для стержней), нагрузки и заданные перемещения.
    • По этой степени свободы в результатах можно получить перемещения, формы колебаний, формы потери устойчивости, реакции (нагрузка на фрагмент), массы и инерционные силы.
  2. Новый КЭ 7 (тонкостенный стержень). Жесткость для него можно задать через новое численное описание жесткости «КЭ 7 численное». В описании этой жесткости появилась новая характеристика — секториальный момент инерции (EIw). При назначении жесткости из стального сортамента автоматически вычисляется секториальный момент инерции (EIw), а также смещение центра кручения (RuY и RuZ).
  3. В результатах для КЭ 7 выдается тот же набор усилий, что и для КЭ 10 + новый вид усилий — Бимомент.
  4. Нагрузки с эксцентриситетом. Этот пункт целиком касается не только КЭ 7, но и КЭ 10. Для сосредоточенной, равномерно распределенной, и трапециевидно распределенной нагрузки теперь можно задать эксцентриситет относительно центра тяжести элемента. Эксцентриситет создает дополнительный крутящий момент. Этот дополнительный крутящий момент дает также дополнительную массу, если выбрана согласованная матрица масс. Дополнительный крутящий момент вычисляется относительно центра кручения по формулам Mk=Pz*(DY – RuY) и Mk=Py*(RuZ – DZ), где DY, DZ — эксцентриситет силы, RuY, RuZ — смещение центра кручения элемента относительно центра тяжести.
  5. Новые нагрузки:
    • Бимомент на узел.
    • Заданная депланация в узле.
    • Сосредоточенный бимомент на стержне.
    • Равномерно-распределенный бимомент на стержне.

Для задания и расчета расчетных схем, учитывающих стесненное кручение, используется новый признак схемы (6). Узлы расчетной схемы в этом случае имеют семь степеней свободы: три перемещения вдоль координатных осей (X, Y, Z), три поворота вокруг этих осей (Ux, Uy, Uz), и перемещение депланации W. Появилась новая связь в меню «Связи»

Реализован новый конечный элемент тонкостенного стержня (тип КЭ 7). Для КЭ 7 жесткость задается либо в численном виде (включая секториальную жесткость E*Iw), либо выбирается из сортамента. Седьмая степень свободы учитывается при назначении связей, объединений перемещений, назначении шарниров на стержневые элементы.

Введены новые виды нагрузок: сосредоточенный бимомент в узле и на стержне, равномерно распределенный бимомент на стержне, заданная депланация поперечного сечения.

Результаты расчетов тонкостенных стержневых конструкций представлены в графической форме — в виде мозаик депланации в узлах расчетной схемы, а также эпюр и мозаик бимоментов на элементах схемы.

При сборе нагрузок на фрагмент набор реакции в узлах схемы расширен величиной бимомента.

Для динамических расчетов результаты расширены мозаикой бимомента инерции.

Более детально с заданием исходных данных, а так же результатами расчетов и верификационными тестами можно ознакомится в презентации

Новые возможности для расчета ЛСТК в ЛИРА-САПР 2018

Большинство прокатных стальных сечений считается по СП 16.13330.2017, причем с учетом полученного бимомента (см. в презентации на слайдах 34-37), если расчет был произведен в признаке схемы 6 (см. в презентации на слайде 7), иначе бимомента не возникнет.

Расчет по СП 260.1325800.2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей …» (в версии 2018-2019) выполняется автоматически и только для стальных сечений, где выполняется условие:

  1. тип сечения С-образное и швеллер гнутый;
  2. если толщина проката < 4мм, тогда проверка идет по СП 260.1325800.2016 (если толщина 4мм включительно и выше, то расчет уже по СП 16.13330.2017)

База сечений, рассчитываемых в соответствие с СП 260.1325800.2016, будет пополнена в новой версси Лира-САПР 2020 (май, 2020).