Стержневые аналоги
Система позволяет выполнить анализ составных конструкций моделируемых совокупностью конечных элементов пластин/оболочек/объемников как стержней. С помощью стержневых аналогов для составных конструкций (пилонов, балок-стенок, сборных плиты перекрытия, перемычек, диафрагм, ядер жесткости зданий и т. п) можно получить не только внутренние усилия в исходных конечных элементах, но и внутренние усилия в расчетных сечениях самих конструкций, а также выполнить конструирование.
Моделирование элементов стержневыми аналогами
При моделировании строительных конструкций методом конечных элементов используются конечные элементы различной размерности: стержневые, пластинчатые и объёмные. Выбор того или иного типа конечного элемента зависит от различных факторов (обеспечения достаточной степени соответствия между математической моделью и действительной работой моделируемой конструкции в заданных условиях; моделирование корректного узла примыкания к другим элементам; удобство для сбора нагрузки, анализа результатов и конструирования).
Существуют строительные конструкции, моделируемые в силу указанных выше причин набором конечных элементов различной размерности, однако по характеру своей работы подобные стержням. К таким конструкциям относятся, например, железобетонные пилоны и перемычки, простенки армокаменных конструкций, сборные железобетонные плиты и стеновые панели, диафрагмы, ядра жесткости зданий и т. п.
Поперечные сечения в этих конструкциях будут представлены в расчетных моделях совокупностью конечных элементов и узлов. Для подробного анализа этих конструкций полезно (а для прикладных расчетов - необходимо) определить внутренние усилия в их составных поперечных сечениях аналогично усилиям в поперечных сечениях стержней. В ПК ЛИРА-САПР такую задачу решает система “Стержневые аналоги”.
Реализация стержневых аналогов в ЛИРА-САПР
Стержневой аналог (СА) – это группа конечных элементов и их узлов, логически связанных по определенному правилу, определяющему особый алгоритм вычисления внутренних усилий в одном стержневом конечном элементе (целевом элементе стержневого аналога).
Для определения усилий в расчетных сечениях целевого стержня задаются наборы исходных узлов и элементов, образующие плоские составные сечения рассматриваемой конструкции.
Целевой стержень имеет два расчетных сечения — в начале и в конце. Если для анализа составной конструкции требуется большее количество расчетных сечений по её длине, то необходимо создать цепь стержневых аналогов.
Реализован автоматизированный способ создания стержневых аналогов (по созданным вдоль заданного вектора целевым стержням; по указанным целевым стержням). Если исходные элементы СА смоделированы из пластин, то можно дополнительно выполнить распознание формы и размеров поперечных сечений. Сечение целевого стержня СА в зависимости от формы составного сечения набора исходных объектов назначается прямоугольным, тавровым, тавровым несимметричным, двутавровым, крестовым или уголковым. Размеры сечения определяются по габаритным размерам соответствующего набора элементов-пластин и толщинам пластин.
На основании полученных внутренних усилий в расчетных сечениях стержневых аналогов можно выполнить их конструирование с помощью имеющихся в ПК ЛИРА-САПР систем конструирования – подбор армирования и/или проверку заданного армирования в железобетонных и сталежелезобетонных элементах, проверку и подбор поперечных сечений стальных элементов.
Область применения стержневых аналогов
Стержневые аналоги могут применяться для определения внутренних усилий при:
- линейных статических и динамических расчетах;
- нелинейных расчетах на последней стадии нагружения (полная нагрузка);
- расчетах по методикам инженерной нелинейности;
- расчетах с изменяющейся расчетной схемой (моделирование процессов монтажа и демонтажа)
Преимущества использования стержневых аналогов в расчетной схеме
При выполнении конструирования есть два варианта подбора армирования для одних и тех же конструктивных элементов, т.е. подбор армирования как для пластин и как для стержней. Также можно получать армирование для конструктивных элементов, моделируемых объемными КЭ.
Вместо расчета каждой элементарной площадки сечения (отдельного КЭ оболочки), можно рассчитать сечение целиком. Например, задать пилон конечными элементами оболочки, получив уточненное значение жесткости рамного узла "пилон-плита", а затем подобрать армирование как для единого сечения, используя стержневой аналог.
Целевому стержню СА можно назначить сечение произвольного очертания и состава, созданное с помощью системы “Конструктор сечений универсальный”. После расчета можно вернуть в систему “Конструктор сечений универсальный” полученные усилия и определить НДС целостного сечения. При необходимости также можно задать законы нелинейного деформирования бетонов и арматурных сталей как произвольно, так и в соответствии с различными нормативными документами (СП, СНиП и Eurocode).
Оцените возможности
Если у вас все еще есть сомнения, загрузите демонстрационную версию и попробуйте или свяжитесь с нашей службой поддержки для получения более подробной информации.