Создание и корректировка расчетной схемы

• Новые типы нагрузок:
• Единый диалог для задания, корректировки или просмотра сосредоточенных сил и моментов по направлению глобальных или местных осей, а также сосредоточенного бимомента в узлах. Комбинированную нагрузку можно задавать двумя способами: путем приложения сосредоточенных сил и моментов на узел или сил, приложенных с эксцентриситетом относительно узла. Независимо от выбранного способа задания, на схеме комбинированная нагрузка всегда представляется в виде сил и моментов.
• Единый диалог для задания, корректировки или просмотра заданных смещений и поворотов по направлению местных осей, а также заданной депланации в узлах;
• Трапециевидная нагрузка-штамп для пластин и объемных КЭ;
• Трапециевидная нагрузка по линии (стержни).
• В диалоговое окно Нагрузка-штамп (нагрузка по линии и по площади для пластин и объемных КЭ) добавлен параметр R поиска, который настраивает область поиска конечных элементов для применения нагрузки штамп. Используется при корректировке контуров нагрузок при помощи таблиц ввода.

• Добавлена возможность задания наборов настроенных параметров шкал армирования

• Добавлена возможность замены одного из трех параметров материала конструирования для железобетонных, стальных и алюминиевых, армокаменных конструкций

• Реализована функция графической визуализации и документирования площади подобранной продольной арматуры у граней сечения, а также площади поперечной арматуры для указанной пластины в текущем варианте конструирования.

• Добавлена возможность изменения масштаба нагрузок, положения окружностей с маркировкой координационных осей, эпюр усилий и армирования для стержней, мозаик стержней и узлов, с помощью вращения колесика мыши при нажатой клавише Shift. Для возвращения к коэффициенту масштабирования, принятому по умолчанию, нужно выполнить двойной щелчок колесиком мыши при нажатой клавиш Shift.

• Добавлено новое поперечное сечение типа "Круглая труба" для задания алюминиевых сечений стержней с использованием базы алюминиевого проката.

Добавлена возможность для каждого заданного кусочно-линейного закона деформирования материала (14) выбрать метод разгрузки. Данный параметр используется для итерационных физически нелинейных КЭ при моделировании процесса разгрузки материала с учетом его нелинейных свойств.

Добавлены команды позволяющие создать пластины на свободных гранях отмеченных объемных элементов и на поверхности объемных элементов по заданной плоскости и углу отклонения. Такой функционал будет полезен, например, при создании целевых пластин пластинного аналога; элементов конвективной теплоотдачи на гранях объемных элементов теплопроводности; при моделировании пространственного безграничного грунтового массива и др.

Для пластин и стержней на упругом основании реализовано вычисление суммарной жесткости связей по оси Z по данным C1z (начальная заданная жесткость может изменяться после пересчета упругого основания схемы, связанной с моделью грунта).

Для одноузловых элементов КЭ 51, КЭ 56, КЭ 57, моделирующих упругое основание или сваи, при подсчете суммарной жесткости связей по осям X, Y, Z рассматривается заданная или пересчитанная жесткость Rx, Ry, Rz.

Примечание. При суммировании жесткостей связей при выборе подзадачи учитываются разные наборы коэффициентов постели C1z (набор свойств C) и разные наборы коэффициентов к модулям упругости k_E (набор свойств D). Жесткость одноузловых элементов КЭ 51, КЭ 56, КЭ 57 суммируется с учетом соответствующих коэффициентов k_E.

Добавлены новые функции отображения на схеме:

• комментариев к назначенным жесткостям;
• контуров для равномерно распределенной нагрузки для пластин и объемных конечных элементов;
• опрокидывающих моментов относительно заданной точки;
• номеров монтажных групп;
• изменение размера области заливки при построении мозаик свойств и результатов в узлах;
• направления главных осей стержней вычисленных в результате физически нелинейных расчетов.

В диалоге создания вариантов конструирования добавлена команда, позволяющая создавать новый вариант конструирования схемы по шаблону выбранного.

Добавлена команда позволяющая отображать в новом окне документа узлы и элементы заранее отмеченные на схеме.

Добавлена возможность копирования и добавления из буфера обмена в текущую задачу материалов для армокаменных конструкций по всем нормам и вариантам конструирования.

Добавлена опция, позволяющая при автоматической разбивке расчетной модели на конструктивные блоки Плита, Стена учесть разрывы их контуров (отсутствие совместных узлов) в одной плоскости. Данная опция влияет также на формирование обычного Блока.

Добавлена функция автоматического формирования конструктивных блоков (колонна, балка, плиты) при создании пространственной рамы. Также добавлена опция для автоматического создания координационных осей и отметок.

Добавлена поддержка импорта дуговых координационных осей из LIRA-CAD. Для дуговых осей в среде LIRA-FEM реализованы инструменты корректировки (переименования, задания Z-привязки осей, удаления), опции управления отображением и параметрами выбора, выделения узлов и элементов при щелчке мыши на маркировку дуговой координационной оси или при выборе прямоугольной рамкой нескольких координационных осей.

Добавлена команда, которая позволяет удалить все координационные оси и высотные отметки на схеме.

Добавлена опция переименования высотных отметок к существующему функционалу переименования координационных осей.

При выполнении операций добавления стержневых элементов и деления стержней на несколько частей добавлены команды, позволяющие объединить новые элементы в конструктивный блок и конструктивный элемент.

Для контроля исходных данных конструктивных элементов добавлен столбец с суммарной длиной составляющих их стержней.

При объединении отмеченных стержней в один добавлены опции позволяющие контролировать совпадение типов КоЭ, наличие жестких вставок, связей и АЖТ. Если установлены соответствующие флажки, то цепочка отмеченных стержней будут объединяться только на тех участках, где совпадают соответствующие параметры стержня или в участках между узлами со связями или АЖТ.

Для более удобной визуализации плит добавлена проекция на плоскость XOY (вид сверху), где ось Y расположена горизонтально.

Добавлена ​​возможность сортировки по параметрам в диалоге абсолютно жестких тел.

Добавлена опция позволяющая размещать прямоугольную сеть во всех четырех квадрантах плоскости относительно центра сети.

Разработано автоматическое формирование стадий монтажа на основе высотных отметок. При использовании этой функциональности создаются стадии монтажа с автоматически сформированными списками монтируемых элементов, которые расположены между соседними высотными отметками и/или на уровне нижней/верхней высотной отметки.

Для задач с моделированием процесса возведения была добавлена функция упорядочивания списка загружений. Теперь можно перемещать загружения вверх или вниз в списке, а также вставлять новое загружение над существующими в списке.

Кроме того, была добавлена возможность перемещать стадии монтажа вверх или вниз. При этом автоматически перемещаются номера смонтированных или демонтированных элементов, параметры, коэффициенты, которые влияют на прочность и модуль деформации бетона, а также коэффициенты, учитывающие дополнительные нагрузки на стадии монтажа. При этом порядок загружений остаётся неизменным.

Добавлена возможность задания динамической равномерно-распределенной нагрузки на стержни и пластины для расчета на динамику во времени. Реализованы следующие законы изменения данного типа нагрузки: кусочно-линейная нагрузка (ломаная) с произвольным шагом; синусоидальная нагрузка; кусочно-линейная нагрузка (ломаная) с равномерным шагом.

Реализована возможность выполнения расчетов с использованием прямого динамического метода (модуль Динамика во времени) для нескольких динамических загружений в рамках одной расчетной схемы. Кроме этого реализован алгоритм, позволяющий снять ограничения с количества шагов интегрирования. Это позволяет анализировать различные сценарии динамического воздействия и производить расчеты с большей точностью, что особенно актуально для расчетов зданий и сооружений на сейсмические воздействия, на воздействие воздушной ударной волны, и др.

Реализована возможность расчета на прогрессирующее обрушение в рамках единой расчетной модели для нескольких сценариев локальных отказов от работы элементов конструкции. Расчеты проводятся динамическим методом прямого интегрирования уравнений движения во времени (модуль Динамика во времени) в линейной и нелинейной постановках. Данный метод позволяет учесть и эффекты демпфирования.

Реализована возможность расчета температурного поля для задач нестационарного теплообмена для нескольких сценариев температурного воздействия изменяемого во времени в рамках единой расчетной модели.

Добавлена возможность определения коэффициентов пропорциональности массы (α) и жесткости (β) для учета демпфирования по Рэлею, задав частоты и коэффициенты затухания.

При выполнении подбора армирования и/или проверки заданного армирования в железобетонных и сталежелезобетонных элементах, проверки и подборе поперечных сечений стальных элементов нормативные документы ориентированы на стандартные типы поперечных сечений. А для произвольного сечения можно лишь получить картину напряженно-деформированного состояния.

Поэтому был разработан функционал позволяющий создать Эквивалентное поперечное сечение (брус, тавр с полкой снизу или сверху, двутавр, коробка, крест или швеллер) из произвольного сечения по геометрическим характеристикам. Исходное сечение задается как файл, созданный при помощи системы Конструктор сечений универсальный.

Для заданного сечения аппроксимируются следующие характеристики: площадь, главные моменты инерции и моменты сопротивления. При этом учитываются заданные пользователем значения весовых коэффициентов (по умолчанию все веса равны 1).

Эквивалентное поперечное сечение - это абстрактное описание жесткости, которое приближенно представляет поведение конструкции или элемента под нагрузкой. Такое сечение имеет те же геометрические и механические характеристики, что позволяют адекватно описывать поведение конструкции или элемента при различных условиях нагружения.

Разработан новый инструмент Ортотропия формы для определения и назначения упругих характеристик конструктивно ортотропных пластин различных конфигураций. Функционал охватывает широкий спектр типов плит, включая:

• Плиты с одно- и двухсторонними ребрами в одном направлении;
• Плиты с односторонними ребрами в двух направлениях;
• Одно- и двунаправленные коробчатые плиты;
• Балочная клеть;
• Профильный лист (трапециевидный или волнистый);
• Плита на профнастиле с учетом материала стали;
• Многопустотная плита (с круглыми или овальными отверстиями).

Использование конструктивной ортотропии в конечно-элементных расчетных схемах позволяет более точно моделировать поведение реальных конструкций, учитывая их анизотропные свойства. Это особенно важно для проектирования мостов, металлоконструкций и других сложных инженерных объектов, где требуется оптимизация жесткости и прочности.

• Реализовано задание неравномерной нагрузки в произвольных направлениях на группу узлов/стержней/пластин, которая будет полезна при задании нагрузки от снеговых мешков, неравномерной нагрузки от давления грунта на стены и др.

• Добавлен функционал позволяющий выполнить перенос выбранных узлов в указанный узел, на указанную прямую или на ось цепочки стержней. Данный инструмент будет полезен, например, при корректировке триангуляции сети плоских КЭ. А также в ситуации, которая может возникнуть при импорте схем с некоторым отклонением стержней от вертикали или горизонтали.

• Реализована функция с помощью которой в отмеченных узлах будут создаваться жесткие вставки для отмеченных стержней, концы которых входят в отмеченные узлы.

• Добавлены опции визуализации центров сил в соответствии с вычисленными координатами и векторов нагрузок в соответствии с вычисленными суммарными значениями нагрузок, нагрузок на фрагмент, инерционными силами и весами масс.

• Реализован режим при котором отображаются/ фрагментируются только элементы схемы с назначенными типами жесткостей / материалами конструирования / типами заданного армирования, выделенные в соответствующих списках. Команда фрагментации работает как со всей схемой, так и в рамках текущего фрагмента схемы.

• Для всех типов нагрузок (кроме нагрузок динамики во времени) реализована возможность группового редактирования. Корректировка доступна для группы выбранных в списке нагрузок. Изменить можно только параметры нагрузки (величину, привязки и т.п.). Тип нагрузки, система координат, направление воздействия не корректируются.

• Реализована возможность группового редактирования нелинейных жесткостей для стандартных типов сечений, пластин, объемных элементов и жесткости стыка, наряду с возможностью группового редактирования линейных жесткостей и линейных жесткостей с измененными значениями жесткостных характеристик (редактируемые жесткости).

  Примечание

  При выборе в списке нескольких однотипных жесткостей можно выполнить их групповое редактирование. В этом случае, в полях ввода диалогового окна приводятся лишь те значения, которые одинаковы для всех жесткостей группы. При корректировке значений параметров (видимых или скрытых), они будут присвоены каждой из жесткостей рассматриваемой группы. При групповом редактировании линейных, редактируемых, нелинейных жесткостей (в любой комбинации) возможность изменения параметров редактируемых и нелинейных жесткостей заблокирована.

• В диалоговом окне Преобразовать результаты в нагрузки добавлена опция Разложить реакции по загружениям. При активации данного флажка вычисленные нагрузки на фрагмент (фундамент) для каждого загружения преобразовываются в узловые нагрузки, и прикладываются на узлы в исходные загружения. Новые загружения при этом не создаются.

  Примечание

  Этот прием можно использовать для громоздких схем, если в дальнейшем (в копии файла задачи) планируется рассчитывать фрагмент с нагрузками на него от отброшенной части схемы, а сама схема имеет большое количество загружений, связанных набором сложно созданных РСН. При таком подходе сохраняется связь между ранее заданными загружениями и созданными для них РСН.

• Разрешено создание контуров продавливания, если нижний узел колонны (узел продавливания) находится под плитой и когда верхний узел колонны (узел продавливания) находится над плитой.

• Добавлена возможность учета чистого угла вращения при добавлении жестких вставок стержней. 

• При копировании и перемещении элементов по двум узлам, поворотом или симметрично добавлена опция позволяющая поворачивать местные оси стержней с назначением вычисленного в результате выполнения команды угла чистого вращения. В соответствии с новым положением местных осей ориентируются заданные сечения стержней, нагрузки в местной системе координат и жесткие вставки стержней.

• Реализована возможность копирования выбранных свойств загружений: вид загружения, подзадачи, тип динамики, учет статических загружений (накопление масс для расчета на динамические воздействия), избирательный учет масс в элементах, группы перераспределения масс в элементах, эксцентриситеты приложения масс. Также можно скопировать значения повышающих коэффициентов fvk и коэффициенты диссипации ksi для сейсмических загружений. 

• Для списка параметров материалов  железобетонных конструкций (тип/бетон/арматура) и армокаменных конструкций (кладка/армирование/усиление) реализованы опции позволяющие найти в списке данные, присвоенные выделенным на расчетной схеме элементам, и найти на расчетной схеме элементы с данными, выделенными в списке. 

• Реализована опция позволяющая временно отключится от реакции на установленные фильтры (критерии выбора) в диалоговом окне “Полифильтр”.

• Добавлена возможность редактирования угла отклонения смежных стержней, при котором допускается их объединении в один конструктивный элемент (по умолчанию 2,3°). Теперь при задании пользователем большего угла отклонения, можно будет объединить в единый КоЭ криволинейные элементы балок или колонн.

• Возможность настройки горячих клавиш и добавления соответствующих команд на пользовательские панели инструментов теперь распространяется на все команды флагов рисования (опции настройки параметров отображения расчетной схемы и информации на ней), а также, мозаики смонтированных и демонтированных элементов.

• Добавлена возможность выбора при помощи рамки и секущей рамки групп конструктивных элементов, унифицированных групп, унифицированных групп конструктивных элементов и конструктивных блоков. 

• Для стержневых элементов добавлена опция отображения на схеме типов сечений и геометрических параметров.

• Добавлена команда, которая позволяет изменить связи в выбранных узлах.

• Добавлена возможность настройки количества цветов в дискретной шкале (шкала равномерно разбита в пределах экстремальных значений) и в шкале по значениям (шкала имеет неравномерную разбивку, каждое деление соответствует уникальному значению мозаики отображаемого параметра).

• Добавлена возможность просмотра заданных графиков динамических нагрузок в узлах (сейсмограмм, кусочно-линейной (ломаной) нагрузки с равномерным шагом, акселерограмм в относительных единицах) с учетом заданного коэффициента к нагрузке/коэффициента перевода относительных единиц в единицы ускорения.

• При задании данных для определения нагрузки на указанные узлы расчетной схемы от оставшейся ее части (нагрузка на фрагмент), добавлена опция позволяющая исключить из расчета узлы, не принадлежащие элементам фрагмента.

• Добавлена функция автоматической привязки суперэлементов к основной схеме, в случае, если суперэлементы были перемещены из подкаталога в директорию с основной схемой.

• При настройке параметров принимаемых по умолчанию при создании новых задач и новых вариантов конструирования появилась возможность не удалять неполные или конфликтующие данные для металлического и железобетонного расчетов перед запуском на расчет.

• Модифицированы и расширены новыми командами панели ленточного интерфейса, а также меню и панели инструментов классического интерфейса.

• Реализован функционал, позволяющий корректировать усилия и напряжения РСН для стержней и пластин согласно набору правил:

  • 0 - все значения выбранных усилий заменяются нулевыми значениями; 
  • ZERO - значения выбранных усилий, абсолютное значение которых меньше заданного параметра е, заменяется нулевыми значениями;
  • FACTOR - все значения усилий для выбранных элементов умножаются на заданный параметр k;
  • AFORM - эпюра значений выбранных усилий преобразовывается к прямоугольной внизу и трапециевидной вверху;
  • LFORM - эпюра значений выбранных усилий преобразовывается к трапециевидной внизу и прямоугольной вверху;
  • HFORM - значение в начале эпюры выбранных усилий умножается на значение параметра beg, в конце эпюры - на значение параметра end, остальные значения эпюры на значения параметра mid.

Данный набор дает возможность учесть правила корректировки усилий для расчета пластичной стены, задать коэффициенты ответственности для каждого элемента схемы в рамках расчета единой таблицы РСН и многое другое. В том числе, это довольно гибкий инструмент для реализации положений разных нормативных документов в части минимальной обеспеченности несущей способности тех или иных конструкций.

Важно!

Корректировка усилий выполняется в расчетных сечениях элементов, которые используется в расчете конструирования.

• Добавлены новые типы абсолютно жестких тел (АЖТ) по направлениям степеней свободы системы: 

  • Все степени свободы;
  • X, Y, Z, UX, UY, UZ;
  • Z, UX, UY; 
  • Y, UX, UZ;
  • X, UY, UZ; 
  • X, Y, UZ; 
  • X, Z, UY; 
  • Y, Z, UX; 
  • X, Y, UX, UY, UZ; 
  • X, Z, UX, UY, UZ; 
  • Y, Z, UX, UY, UZ.

Примечание

До версии ПК ЛИРА-САПР 2024 R1 АЖТ было только 1-го типа «Все степени свободы». Это означало, что кроме кинематических связей между X, Y, Z, UX, UY, UZ ведомый и ведущий узел были связаны одинаковыми значениями депланации (6-й признак схемы).

• Реализована функциональность, позволяющая назначать коэффициенты диссипации отдельным элементам схемы для каждого динамического загружения. Эти коэффициенты используются в расчетах на сейсмические воздействия по реальной однокомпонентной акселерограмме (27), по реальной трехкомпонентной акселерограмме (29), ответ-спектру (41), трехкомпонентному ответ-спектру (64)  для учета демпфирования.

• При расчете на сейсмические воздействия по реальной однокомпонентной акселерограмме (27) и по реальной трехкомпонентной акселерограмме (29) добавлена возможность задания максимального вычисленного коэффициента диссипации.

• Добавлена возможность корректировки спектра по вычисленному коэффициенту диссипации при расчете на сейсмические воздействия по ответ-спектру (41) и трехкомпонентному ответ-спектру (64). 

Примечание:

При корректировке спектра по вычисленному коэффициенту диссипации считается, что заданный пользователем спектр-ответа построен при коэффициенте диссипации 0.05 (5%).

• При задании данных для расчета на сейсмическое воздействие согласно норм AzDTN 2.3-1 2010, с изменениями от 01.01.2014 (Азербайджан - модуль 50) появилась возможность задания коэффициента нелинейного деформирования грунта Kq.

• Реализована возможность задания набора групп перераспределения масс в элементах расчетной схемы для расчета на динамические воздействия (для каждого спектрального динамического загружения и для динамики во времени). Цель перераспределения масс – сместить центры масс в плане на заданную величину.

Пояснения:

Это аналог ранее реализованного смещения масс “eak” (меню “Эксцентриситеты приложения масс”), которая позволяет сместить массы на АЖТ на заданную величину (в процессоре для каждого загружения с заданным уникальным eak создается второй узел, прикрепленный к исходному узлу через АЖТ, отнесенный на заданное плечо). Такой подход приводит к возникновению момента инерции в узле, и поворотной инерционной силе (независимо от включения “диагональная матрица масс”, в таких узлах массы будут согласованные). Такой подход приводит к проблеме - чем воспринять эти добавочные моменты в узлах? Например, если нам нужно задать смещение масс в покрытии по фермам, где массы собираются с шарнирно примыкающих прогонов, то момент инерционной силы вокруг глобальной оси Z приведет к скачку моментов в верхнем поясе фермы, если он неразрезной, или к потере этого момента, если все элементы примыкают к узлу шарнирно. В таком случае новый инструмент смещения центра масс будет гораздо удобнее: в результате его работы массы, в направлении перпендикулярном динамическому воздействию, с одной стороны будут увеличены, а с другой уменьшены, при этом сумма масс останется исходной, но центр масс в группе элементов сместится на заданное плечо. При этом для смещения центра масс нужно объединять в единую группу только перекрытия, имеющие одинаковые габариты и распределение масс в плане. Тогда, например, в одну группу объединяем все типовые перекрытия, в другую - перекрытие над техподпольем, в третью - перекрытие  над последним жилым этажом (на нем нагрузки техэтажа), в четвертую - покрытие, и в отдельные группы покрытия каждого отдельного выхода на кровлю.