БАЗА ЗНАНИЙ
Задать вопрос
 

Импорт нелинейных жесткостей по результатам подбора армирования

Данная статья будет полезна для версий Лира-САПР 2017 и младше, поскольку в версии Лира-САПР 2018 появились ТЗА – типы заданного армирования (https://help.liraland.ru/918/3445/)

Цели и задачи:

  • составить расчетную схему плиты;
  • выполнить подбор арматуры плиты с учетом унификации элементов;
  • показать процедуру импорта жесткостей по результатам конструктивного расчета;
  • показать процедуру задания (корректировки) параметров материала и арматуры;
  • показать процедуру моделирования нелинейных загружений.

Исходные данные:

  • Схема плиты, ее габариты показаны на рис.1.
  • Толщина плиты h=20см.
  • Материалы плиты – бетон В25, арматура А400.
Переброс армирования нелин 01

Нагрузки:

  • собственный вес
  • временная длительная равномерно распределенная gд = 0.2 т/м2;
  • временная кратковременная равномерно распределенная gд = 0.5 т/м2.

Этап 1. Создание новой задачи

Откройте меню Приложения и выберите пункт Новый. В раскрывающемся списке Признак схемы выберите строку 5 — Шесть степеней свободы в узле (перемещения X, Y, Z и поворот u X, uY, u Z) X0Z. В появившемся диалоговом окне Описание схемы задайте имя создаваемой задачи — плита. После этого щелкните по кнопке — Подтвердить

Этап 2. Создание геометрической схемы плиты

Вызовите диалоговое окно Генерация регулярных фрагментов и сетей щелчком по кнопке Генерация плиты (панель Создание на вкладке Создание и редактирование). В этом диалоговом окне задайте геометрические параметры плиты. После этого щелкните по кнопке Подтвердить

Переброс армирования нелин 02
Переброс армирования нелин 03

Этап 3. Задание граничных условий

Отметьте на схеме крайние ряды узлов вдоль короткой стороны плиты. Щелчком по кнопке Связи (панель Жесткости и связи на вкладке Создание и редактирование) вызовите диалоговое окно Связи в узлах. В этом окне, с помощью установки флажков, запретите Все перемещения узлов. После этого щелкните по кнопке Подтвердить

Переброс армирования нелин 04

Этап 4. Задание жесткостей

Щелчком по кнопке Жесткости и материалы (панель Жесткости и связи на вкладке Создание и редактирование) вызовите диалоговое окно Жесткости и материалы. В этом окне щелчком по кнопке Добавить вызовите диалоговое окно Добавить жесткость. В появившемся окне Добавить жесткость перейдите во вкладку Пластинчатые, объемные, численные, выберите тип сечения Пластины:

Переброс армирования нелин 05

В появившемся окне Задание жесткости для пластин задайте характеристики плиты:

Переброс армирования нелин 06

Затем отметьте элементы плиты и кнопкой Применить назначьте всем выделенным элементам жесткостные характеристики.

Этап 5. Задание нагрузок

Вызовите окно Редактора загружений (панель Нагрузки на вкладке Создание и редактирование). Измените имя Загружения 1 на собственный вес и выберите вид постоянное. Для сохранения изменений нажимаем Применить. Чтобы добавить создать новое загружение, в поле Список загружений, щелкните по кнопке + (Добавить загружение) Создайте еще 2 загружения в соответствии с рис. ниже:

Переброс армирования нелин 07

Нагрузки задаются с помощью диалогового окна Задание нагрузок, которое появляется после выбора одной из команд раскрывающегося списка Нагрузки на узлы и элементы (панель Нагрузки на вкладке Создание и редактирование).

Для задания нагрузки от собственного веса нужно:

  • выбрать текущим загружением собственный вес;
  • вызвать окно Добавить собственный вес (панель Нагрузки на вкладке Создание и редактирование), указать коэффициент надежности по нагрузке и нажать Применить
Переброс армирования нелин 08

Для задания длительной нагрузки (загружение №2) нужно отметить элементы плиты, вызвать окно Задание нагрузок — Нагрузки на пластины и указать величину равномерно распределенной нагрузки, соответствующей интенсивности:

Переброс армирования нелин 09

Аналогичным образом задайте нагрузку 0,5т/м2 в загружении №3.

Этап 6. Генерация таблицы РСУ

В соответствии со строительными нормами расчет армирования, подбор и проверка металлических сечений производится по наиболее опасным сочетаниям усилий.

Вычисление расчетных сочетаний усилий (РСУ) производится по критерию экстремальных значений напряжений в характерных точках сечений элементов на основании правил, установленных нормативными документами (в отличие от вычисления РСН, где вычисления производятся непосредственным суммированием соответствующих значений перемещений узлов и усилий в элементах).

Для вызова окна Расчетные сочетания усилий нужно щелкнуть по кнопке Таблица РСУ (панель РСУ на вкладке Расчет). Так как вид загружения задавался в диалоговом окне Редактор загружений, таблица РСУ сформировалась автоматически с параметрами, принятыми по умолчанию:

N загруж. Наименование загружения Вид Коэф. надежности Доля длительности
1 Собственный вес Постоянное (0) 1,1 1
2 Полы; перегородки Временное длительное (1) 1,2 1
3 Полезная Кратковременное (2) 1,2 0,35

Нажмите кнопку Подтвердить чтобы сохранить параметры, принятые по умолчанию.

Этап 7. Статический расчет

Запустите задачу на расчет щелчком по кнопке Выполнить полный расчет (панель Расчет на вкладке Расчет):

Переброс армирования нелин 10

Этап 8. Задание данных для конструктивного расчета

Для создания вариантов конструирования вызовите диалоговое окно Варианты конструирования щелчком по кнопке Варианты конструирования схемы (панель Конструирование на вкладке Железобетон).

В появившемся окне Варианты конструирования нужно выбрать нормы для конструктивного расчета. Также необходимо указать на какие усилия (РСУ, РСН, Усилия) и в соответствии с какими нормами должен производиться расчет. В этом диалоговом окне задайте параметры варианта конструирования: нормы — СНиП 52-01-2003, расчет сечений по РСУ:

Переброс армирования нелин 11

После нажмите Применить.

Для задания материалов вызовите диалоговое окно Жесткости и материалы щелчком по кнопке Тип (панель Конструирование на вкладке Железобетон). Для создания Типа армирования щелкните по кнопке Добавить. В появившемся окне Общие характеристики необходимо задать параметры (см. рис. ниже) и нажать на кнопку Подтвердить.

Для выбора класса бетона включите радио-кнопку Бетон и нажмите Добавить. Оставьте значения принятые по умолчанию и нажмите на кнопку Подтвердить. Для выбора класса арматуры включите радио-кнопку Арматура и нажмите Добавить. Примените значения принятые по умолчанию.

Переброс армирования нелин 12

Для назначения созданных материалов элементам схемы необходимо:

  • отметить элементы, которым будет присвоены текущие материалы;
  • выбрать Вариант конструирования;
  • в окне Жесткости и материалы сделать текущими Тип армирования, классы Бетона и Арматуры, которые будут назначен выделенным элементам.

После нажать Применить.

Этап 9. Создание групп унификации

Отметьте на схеме по 4-е ряда конечных элементов по торцам плиты:

Переброс армирования нелин 13

Вызовите окно Унификация элементов, нажав на одноименную кнопку на панели Конструирование (вкладка Железобетон). Выберите тип унификации Единое сечение для всей группы и нажмите Создать:

Переброс армирования нелин 14

Аналогичным образом создайте унифицированную группу для оставшихся «пролетных» элементов плиты.

Этап 10. Конструктивный расчет

Для того чтобы выполнить конструктивный расчет нужно нажать кнопку Расчет арматуры (панель Расчет на вкладке Железобетон).

Переброс армирования нелин 15

Этап 11. Экспорт результатов конструктивного расчета для создания физически нелинейной задачи

После расчета задачи вызовите окно Жесткости и материалы элементов с панели Конструирование. В появившемся окне нажмите кнопку Заменить жесткости по данным конструирования. Открывается окно Замена жесткостей:

Переброс армирования нелин 16

Нажмите Применить. Открывается файл новой задачи.

Этап 12. Задания (корректировка) параметров материалов

При создании файла новой задачи тип КЭ оболочки 41 был автоматически заменен на КЭ241 — Физически нелинейный универсальный прямоугольный КЭ оболочки.

Щелчком по кнопке Жесткости и материалы (панель Жесткости и связи на вкладке Создание и редактирование) вызовите диалоговое окно Жесткости и материалы. Выберите тип жесткости 1 — УНГ 11 и нажмите Изменить. В появившемся окне нажмите на кнопку Параметры материала. Открывается окно Законы нелинейного деформирования материалов.

Т.к. цель выполняемого расчета — определение прогиба плиты (т.е. расчет по 2-й ГПС), то необходимо изменить предельные напряжение на сжатие (σ-) и растяжение (σ+) бетона с расчетных значений на нормативные ((σ-)=1890т/м2 и (σ+)=163 т/м2):

Переброс армирования нелин 17

После перейдите во вкладку Армирующий материал, где также измените предельные напряжение на сжатие (σ-) и растяжение (σ+) арматуры с расчетных значений на нормативные ((σ-)=-40800т/м2 и (σ+)=40800 т/м2):

Переброс армирования нелин 18

После корректировки нажмите Подтвердить.

В окне Задание жесткости для пластин щелкните по кнопке Параметры арматуры.

В окне Параметры арматуры можно отредактировать теоретическое армирование, полученное из результатов расчета. Например, ввести армирование, которое будет принято при конструировании. В окне внизу принято для нижней арматуры по Х армирование d12 с шагом 200 мм, что равно 5.65 см2 на метр ширины плиты, поэтому задаем эквивалентную толщину на 100 см ширины плиты: 5.65/100=0.0565 см. Привязка слоя армирования задается относительно середины толщины плиты. Количество стержней вводится для того, чтобы площадь разделить на количество стержней и найти ближайший наибольший диаметр арматурного стержня, который потом будет использоваться для расчета трещин по результатам физнелинейного расчета. После корректировки нажмите Подтвердить.

Переброс армирования нелин 19

Также нажмите Подтвердить в окне Задание жесткости для пластин.

Этап 13. Моделирование нелинейных загружений

Для выполнения расчета в физически нелинейной постановке необходимо заполнить таблицу Моделирование нелинейных загружений (панель Нелинейность на вкладке Расчет):

Переброс армирования нелин 20

Т.к. целью расчета является определение прогибов, т.е. расчет по 2-й ГПС, а к схеме приложены расчетные значения нагрузок, то при создании истории загружения вводим коэффициенты перехода к нормативным длительным нагрузкам (γ=(1/γf)*долю длительности):

Переброс армирования нелин 21
Данные для загружения 1

Переброс армирования нелин 22
Данные для загружения 2

Переброс армирования нелин 23
Данные для загружения 3