САПФИР-3D 2020 R1 Release Notes

Препроцессор САПФИР-Конструкции

Сбор нагрузок

В дополнение к ранее созданным возможностям автоматизированного сбора ветровой нагрузки, формирования пульсационных загружений, задания сейсмики и генерации подвижной нагрузки, в версии 2020 появилась возможность в автоматизированном режиме задать снеговые мешки, задать гололедную нагрузку, создать давление грунта на стены подвала, расширились опции по формированию ветровой нагрузки, добавилась возможность сформировать нагрузки согласно Eurocode EN 1991-1-4:2005 и НП 2.2.1 к СП РК EN 1991-1-4:2005/2011, а также появилась возможность выполнить автоматизированный сбор нагрузки на балки.

Расчет нагрузки от снегового мешка выполняется для плоских покрытий с парапетами и участков покрытий, примыкающих к возвышающимся над кровлей вентиляционным шахтам и другим надстройкам согласно нормативных документов СНиП 2.01.07-85, СП 20.13330.2016, ДБН В.2.1.2-2006 3.1(2007), НП к СП РК EN 1991-1-1:2003/2011 в зависимости от снегового района, высоты выступающей конструкции, коэффициента, учитывающего снос снега, и термического коэффициента. Выполняется автоматическое вычисление ширины снегового мешка. Опционально можно заполнить снеговой нагрузкой пространство по всей площадке, ограниченной контуром и снеговым мешком. Контуры выступающих конструкций могут быть произвольными. Нагрузка от снеговых мешков автоматически трансформируется в штамп.

Значение гололедной нагрузки вычисляется согласно СП 20.13330.2016 исходя из толщины стенки гололеда, высоты сооружения и сечения элементов. Гололедная нагрузка автоматически прикладывается к стержневым элементам конструкции при создании расчетной модели и автоматически обновляется при изменении параметров гололедной нагрузки или геометрии физической модели.

Вычисление интенсивности давления грунта происходит согласно Пособию по проектированию подпорных стен и стен подвалов (Справочное пособие к СНиП 2.09.03-85) в соответствии с заданными параметрами: удельным весом грунта засыпки, углом внутреннего трения, удельным сцеплением грунта засыпки, углами наклона расчетной плоскости (стены, шпунта), поверхности грунта и углом трения грунта на контакте с расчетной плоскостью, планировочной отметкой, уровнем грунтовых вод и равномерно-распределенной нагрузки, расположенной на поверхности. В результате вычислений формируется 3 загружения, которые включают в себя интенсивность активного давления грунта, интенсивность дополнительного горизонтального давления грунта, обусловленного наличием грунтовых вод и интенсивность горизонтального давления грунта от равномерно-распределенной нагрузки, расположенной на поверхности призмы обрушения. Вычисленное давление грунта прикладывается к предварительно отмеченным стенам подземной части здания. Опционально можно сформировать 1 загружение со всеми 3 нагрузками. При необходимости внести корректировки в нагрузку от грунта, достаточно изменить параметры давления и выполнить обновление расчетной модели – нагрузка от грунта обновится автоматически. Существует возможность сформировать несколько наборов исходных данных для вычисления давлений грунта.

Реализован инструмент, позволяющий выполнить сбор нагрузок с поверхности плиты и перераспределить ее на балки. В качестве исходных данных задается нагрузка, которую необходимо трансформировать в линейную и приложить ее на несущие балки. Указываются опоры балок, указывается загружение из которого собирать нагрузку и загружение в которое определить уже перераспределенные нагрузки, настраивается способ представления нагрузок – линейные нагрузки или эквивалентные сосредоточенные силы. Перераспределенные нагрузки можно приложить не только к расчетной модели, но и как исходные данные для физической модели, что дает возможность выполнить такой расчет и не потерять созданную нагрузку на балки при последующих обновлениях расчетной схемы. Балочная клетка может иметь произвольную конструкцию.

Для ветровой нагрузки, в дополнение к существующей возможности собрать и приложить нагрузку в уровне дисков плит перекрытия, добавилась еще возможность приложить объемно-пространственное ветровое давление на всю конструкцию.

Триангуляция

• Выполнено значительное ускорение всех способов триангуляции за счет многопоточности. Ускорение зависит от количества физических ядер процессора. Триангуляция каждой новой пластины происходит отдельным процессом и таким образом загружаются все ядра компьютера. Также для способа триангуляции «Четырехугольная» добавлен новый параметр «Быстрая разбивка», который дает еще дополнительное ускорение.
• В ранних версиях существенно падала скорость триангуляции для плит большой площади. В версии 2020 для таких случаев появилась новая опция в свойствах пользовательской линии триангуляции – линия разреза. Данная опция предполагает, что вдоль такой линии триангуляции произойдет разрез плиты на отдельные части, триангуляция которых уже произойдет на порядок быстрее.

• Для пользовательских линий триангуляции появилась возможность задать разбивку (шаг аппроксимации) внутри линии. Для линий триангуляции расширены команды копирования, тиражирования, симметрии, как в пределах одной плиты перекрытия, так и для других плит здания. Таким образом можно набрать из линий триангуляции шаблон, который можно сохранить в библиотеку САПФИР и в дальнейшем использовать как в текущем, так и в других проектах.
• В свойствах проемов (окон и дверей) добавилась опция: Создавать горизонтальные и вертикальные линии триангуляции. Данная опция позволяет создать лучи от проема до краев стен из определяющих линий, которые впоследствии будут служить как выравнивающие линии для триангуляции.
• Реализована возможность выполнить сгущение шага триангуляции для приопорной зоны, например, сопряжение плит перекрытия с колоннами. В свойствах колонн теперь можно задать шаг точек триангуляции, которые будут использоваться вблизи опоры, количество рядов точек с фиксированным шагом и общее количество рядов точек триангуляции. После рядов с фиксированным шагом триангуляции программа создает несколько рядов с переходным шагом, чтобы смягчить переход от мелкой сетки над опорой к более крупной в пролете.

Конечные элементы

В САПФИР 2020 сделан еще один шаг к созданию полной расчетной схемы без привлечения ВИЗОР-САПР. Задание в явном виде КЭ № 55 для моделирования упругой связи, КЭ 62 для элементов демпфирования, КЭ 10 численного для моделирования стержня общего положения (универсального стержня), задание одноузловых элементов КЭ 56. Для всех специальных КЭ задается жесткость и уже автоматически формируется пересечение при создании расчетной модели.

Для объектов типа стена и плита реализован выбор типа КЭ, которые будут этот объект моделировать: КЭ 44/42 – оболочка, КЭ 19/12 – плита, КЭ 27/24 – балка-стенка универсальная, КЭ 30/22 – балка-стенка, КЭ 47/46 – толстая оболочка, КЭ 17/16 – толстая плита, КЭ 59/58 (КЭ 258/259) – линейные и нелинейные элементы платформенного стыка, КЭ 344/342 – геометрически нелинейная оболочка, а также ортотропные КЭ оболочки, плиты, балки-стенки. Для объектов типа колонна и балка реализован выбор следующих КЭ: КЭ 1, 2, 3, 4, стержневые КЭ плоской фермы, рамы, ростверка и пространственной фермы, КЭ 7 – пространственный стержневой тонкостенный КЭ с учетом депланации сечения, КЭ 10 – универсальный пространственный стержневой КЭ, КЭ 207-208 – физически нелинейные двухузловые КЭ предварительного обжатия (домкрат) и натяжения, КЭ 310 – геометрически нелинейный универсальный пространственный стержневой КЭ (нить). Выбранному типу КЭ можно задать жесткость в явном виде в терминах ВИЗОР-САПР, а также комментарий к жесткости.

Задание типа КЭ для колонн и коэффициентов к жесткостям

Задание типа КЭ для стен и коэффициентов к жесткостям

Для фундаментной плиты на естественном основании появилась возможность задать жесткость горизонтальных связей или вычислить ее в автоматизированном режиме. В результате в узлах фундаментной плиты сформируются КЭ 56, моделирующие трение бетона по грунту. Для вычисления жесткости КЭ 56 задается коэффициент трения бетона по грунту и допустимая деформация покоя. Существует возможность ограничить количество вычисляемых жесткостей. В качестве отпора грунта Pz может использоваться либо численно заданное значение, либо вычисляемое значение на основе РСН.

Аналитическая модель

• Реализовано выравнивание одних объектов под другие. Команда позволяет сделать точную и аккуратную аналитическую модель, если физическая (архитектурная) модель была построена с определенными неточностями.
• Добавлено автоматическое согласование криволинейных объектов, например криволинейной плиты по криволинейной стене, что позволяет получить одинаковый согласованный шаг аппроксимации объектов при создании расчетной модели. А соответственно, впоследствии и регулярную триангуляционную сеть.
• Реализовано создание параметрической балочной системы (массива балок). Задается шаг и сечение балок в одном и другом направлении. Для каждой группы балок доступен полный набор параметров, присущих балкам. Балочная система может быть произвольной формы, горизонтальной или наклонной. Вектор направления позволяет управлять углом наклона балочной системы. Имеется возможность в регулярном шаге задать индивидуальный, отличный от общего шага. Опционально можно задать нагрузки на балки. Нагрузка может быть как распределенная по контуру (потом может собираться на балки с помощью алгоритма сбора нагрузок), так и линейно-распределенная на каждую балку.

• Создана возможность выполнить пересечение элементов в расчетной модели по реальным объемам объектов. Новая настройка пересечений позволяет не задумываться про такие параметры как соотношение сторон пилона, точность поиска пересечений и прочих детализированных настройках пересечений.
• Добавлена возможность задать количество расчетных сечений стержней для колонн, балок и элементов ферм. Можно настроить количество сечений как для всех проектов в настройках САПФИР, так и индивидуально в каждом объекте.
• Реализовано автоматизированное задание перемычек над проемами в стенах. Можно задать все необходимые данные для более точного моделирования данного фрагмента модели (сечение перемычки, материал, отступы от проема) При редактировании габаритов проема перемычка автоматически обновляется.

• Добавлена возможность моделирования ленточного фундамента при помощи инструментов Стена и Балка. Для выделенных стен указывается ширина, высота ленты, материал и необходимые расчетные характеристики. По кнопке Создать формируется ленточный фундамент, который связан с существующей стеной. При редактировании стены, фундамент автоматически обновляется.

Результаты расчета в САПФИР

С версии 2020 появилась возможность запустить готовую расчетную модель САПФИР на расчет в процессор напрямую из системы САПФИР. В результате расчета становится возможным выполнить просмотр и анализ результатов, а именно: мозаики перемещений в узлах по всем 6 направлениям, мозаики напряжений в пластинах (нормальные, касательные напряжения, моменты, перерезывающие силы и отпор грунта), мозаики усилий в стержнях (продольные, поперечные силы, моменты и отпор грунта Ry, Rz) и мозаики усилий в одноузловых элементах по всем 6 направлениям. Начальный анализ НДС конструкции позволяет избежать ошибок в расчетной схеме и устранить их еще на этапе работы в САПФИР. Расчетную схему можно отобразить как в исходном, так и в деформированном виде, настраиваются масштаб деформаций, размеры узлов, толщины линий на мозаиках и число диапазонов шкалы. Возможен вывод результатов по сформированным комбинациям РСН и загружениям.

Мозаика перемещений по Z в расчетной схеме

Мозаика напряжений Мy в расчетной схеме

САПФИР-Генератор

• Добавлен нод Блок моделей, который дает доступ к технологии создания так называемого Типового блока. В такой блок можно добавить объекты из графического пространства САПФИР или любые объекты, созданные нодами. Далее Блок моделей можно тиражировать по этажам, копировать, выполнять симметрию и др. При внесении изменений в начальный блок все остальные копии блока обновляются автоматически. Такие изменения могут относиться как к операциям редактирования (добавить новый объект в блок, перенести объект, удалить) так и к изменениям свойств объектов, входящих в блок.

• Добавлены новые ноды: нод формирования ленточного фундамента под стенами, нод формирования перемычек над проемами, нод создания осей.
• Добавлено диалоговое окно Обновление подложек Dxf и Obj, чтобы оперативно обновлять выбранные подложки, не заходя в диалоговое окно САПФИР-Генератора.
• Создан нод фильтра по критериям. В качестве критерия могут быть заданы длина, высота объекта, толщина, материал, смещение от уровня, тип объекта, слой, маркировка.
• Реализован нод импорта ifc модели. В самом ноде указывается путь к файлу ifc. Нод импорта ifc является динамически обновляемым. Изменения, внесенные в ifc файл, появляются в файле САПФИРа автоматически при нажатии на кнопку Обновить модель. Измененные, удаленные или добавленные объекты окрашиваются в САПФИР в разные цвета. Измененные в зеленый, добавленные в синий, удаленные в красный. Таким образом можно уже непосредственно в файле САПФИР отследить изменения, которые были внесены в ifc файл.

САПФИР-ЖБК

В дополнение к ранее разработанным системам Плита, Диафрагма, Колонна, Балка и Выпуски из фундаментной плиты в САПФИР-ЖБК добавлено конструирование прямых железобетонных лестниц. На основе импортируемой из ВИЗОР-САПР информации об армировании может быть выполнена унификация лестниц.

Конструирование лестниц выполняется в автоматизированном режиме. Создается вид армирования, который содержит продольный разрез лестничного марша с отображением основной продольной рабочей арматуры и вспомогательной арматуры. Для лестницы создается рабочий чертеж армирования со спецификацией, ведомостью деталей и ведомостью расхода стали.

Панельные здания

• Для расчета жесткости горизонтального стыка добавлена возможность задать вручную исходные данные для вычисления жесткости (как альтернатива получению исходных данных из физической модели). Таким образом можно задать нужные значения кубиковой прочности раствора, толщины верхнего и нижнего растворного шва и толщину стены. На основе заданных данных будут вычисляться значения диаграммы сигма-эпсилон.
• Для горизонтального стыка добавился способ опирания панелей перекрытия с учетом эксцентриситета с использованием КЭ 10.
• Добавился способ визуализации моделей в виде этажей со сдвижкой. Можно управлять смещением вдоль осей X, Y или Z с помощью специальных слайдеров.
• Добавлен визуальный контроль корректности введенных данных в диалоговое окно Расчет жесткости стыка.