Расчет металлической балки в лире

Обновлено: 21.09.2024

Подбор и проверка металлических конструкций в ПК ЛИРА 10.4 имеет ряд преимуществ и особенностей. Разберем подробно тонкости расчёта конструирования металлических конструкций.

В ПК ЛИРА 10.4 реализована функция автоматического определения характера работы элемента. В процессе расчёта производится внутрипрограммный выбор характера работы элементов стальных конструкций (центральное растяжение-сжатие; сжатие-растяжение с изгибом вокруг одной или двух главных осей; изгиб в одном или в двух главных направлениях). Данная функция программы освобождает пользователя от анализа работы элемента и, таким образом, снижает вероятность допущения ошибки, поскольку один и тот же элемент при различных комбинациях загружений может работать по-разному. Выбор производится в зависимости от соотношения действующих в рассматриваемом сечении усилий, которое определяется величиной относительного или приведенного относительного эксцентриситета (таблица 1).

В настоящей версии программы выполняются следующие проверки стальных конструкций, в качестве нормативного документа будем рассматривать СП 16.13330.2011.
Первое предельное состояние

Проверки прочности	Обозначение	Формулы проверок
Проверки прочности	Обозначение	СП 16.13330.2011
Прочность по нормальным напряжениям:	(106) – без учёта стеснённого кручения. (105) – без учёта стеснённого кручения.
– без учёта развития пластических деформаций
– с учётом развития пластических деформаций
Прочность несимметричных сечений из высокопрочной стали по нормальным напряжениям растяжения		(107)
Прочность по касательным напряжениям		(42)
Прочность по приведенным напряжениям (совместное действие нормальных и касательных напряжений)		(44)

Прочность по нормальным напряжениям может проверяться с учётом, или без учёта развития пластических деформаций. Возможность учёта развития пластических деформаций задаётя пользователем в параметрах конструирования. При этом можно руководствоваться разд. 8.1. Следует отметить, что в настоящей редакции СП 16.13330.2011, в связи с отсутствием коэффициентов учёта пластики для полного пластического шарнира, конструкции 3 класса по виду напряжённого состояния (полный пластический шарнир) считаются так же, как и конструкции 2 класса (ограниченное развитие пластики).

проверка 1 – с учетом развития пластических деформаций;
проверка 2 – без учета развития пластических деформаций.

Если прочность по проверке 1 обеспечивается, а по проверке 2 – нет, то элемент в данном сечении действительно работает с учетом развития пластических деформаций. И только в этом случае производится учет пластики в дальнейших проверках устойчивости и местной устойчивости.
Формулы для проверки прочности по нормальным напряжениям, указанные в таблице 2 и используемые в программе, учитывают все составляющие усилий в рассматриваемом сечении.

Прочность по касательным напряжениям проверяется по формулам (42) в основе которых лежит формула Журавского.
Прочность по приведенным напряжениям (совместное действие нормальных и касательных напряжений) проверяется по формулам теории прочности (44).

Общая устойчивость

Проверка устойчивости плоской формы изгиба (по φb) производится для открытых профилей следующих типов: двутавр симметричный, двутавр несимметричный, тавр, швеллер, а также для полосы. При определении коэффициента устойчивости при изгибе φb используется расчётная длина lef b, которая задаётся пользователем по указаниям пунктов 8.4.2 и часто равна расчётной длине элемента в плоскости минимальной жёсткости. Коэффициент φb определяется в соответствии с указаниями приложения Ж. Все задаваемые исходные данные соответствуют таблицам указанных приложений. Если заранее известно, что для рассматриваемого конструктивного элемента такая проверка не понадобится или вид нагрузки и загруженный пояс определить невозможно (например, колонна каркаса здания), рекомендуется для симметричных двутавров и швеллеров задать балочную схему работы, два и более боковых закреплений, а для несимметричных двутавров и тавров задать вид нагрузки, вызывающий чистый изгиб.
Для сечений из несимметричных двутавров или тавров в программе отсутствует проверка устойчивости плоской формы изгиба для консолей, по причине отсутствия указаний для такой проверки консолей в действующих нормах.
Поскольку для сечений из полосы в нормах отсутствуют указания для проверки устойчивости плоской формы изгиба, в программе определение коэффициента устойчивости при изгибе φb производится по формулам (Ж.1), (Ж.2).

Важным вопросом при выполнении этой проверки является определение расчётных длин элементов. Расчётные длины задаются пользователем. При этом он может руководствоваться разделом 10, или специальной литературой (например, С. Д. Лейтес «Справочник по определению свободных длин элементов стальных конструкций», Москва, 1963 г).
Для сечений из одиночного уголка пользователь должен задать радиус инерции, используемый для данной проверки. При этом следует руководствоваться п. 10.1.4, 10.2.2 и 10.2.3.
Следует отметить, что в соответствии со всеми рассматриваемыми нормами коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии (см. примечание п. 2 к таблице коэффициентов Для коробчатых сечений и для сечений из сплошного прямоугольника (полосы) обозначение – по формулам (120).
Для сечения из одиночного швеллера при наличии изгиба в плоскости большей жёсткости значения коэффициента формы сечения Для несимметричных двутавров общего вида с произвольным соотношением площадей большей и меньшей полок, в нормах отсутствуют значения коэффициента формы сечения . В программе коэффициент (осевой коэффициент асимметрии несимметричного двутавра), где Afc и Аft соответственно площадь сжатой и растянутой полки.
В программе определяется значение коэффициента Для сечений из круглой трубы или сплошного круглого сечения при проверке устойчивости по изгибной форме:

Устойчивость по изгибно-крутильной форме

Проверка производится по формулам (111.
Для сечения из одиночного швеллера при наличии изгиба в плоскости большей жёсткости значения коэффициентов α и β принимаются как для симметричного двутавра, о чём выводится соответствующее предупреждение.
При относительных эксцентриситетах в плоскости большей жёсткости (имеется в виду, что плоскость большей жёсткости X10Z1). При этом, в соответствии с указаниями п. 9.2.4 [9.11коэффициент φb, входящий в эту формулу определяется как для балки с двумя и более боковыми закреплениями, независимо от заданных пользователем.
Программой предусмотрена проверка устойчивости также и для растянуто-изогнутых элементов. Проверка производится на основании формулы

Сила растяжения в этом случае оказывает разгружающее действие, но это не гарантирует устойчивость сжатого пояса элемента.
Для сечения из полосы

При проверке местной устойчивости стенок учёт локальных напряжений не предусмотрен. Предполагается также отсутствие продольных рёбер жёсткости. Наличие и шаг поперечных рёбер жёсткости задаёт пользователь, руководствуясь п. 8.5.9, п. 9.4.4. Для изгибаемых элементов отсутствие поперечных рёбер жёсткости приводит к увеличению толщины стенки, которая в этом случае проверяется из условия При проверке местной устойчивости коробчатых сечений, в общем случае, при наличии изгибающих моментов в обоих главных направлениях (Му ≠ 0, Мz ≠ 0), необходимо определить, какие из граней коробки считать стенками, а какие полками.


Центральное сжатие. Стенками считаются все 4 стороны	Внецентренное сжатие вокруг оси Y1. Стенками считаются стороны, параллельные Z1	Изгиб вокруг оси Y1. Стенками считаются стороны, параллельные оси Z1
Внецентренное сжатие вокруг оси Z1. Стенками считаются стороны, параллельные оси Y1	Внецентренное сжатие в двух направлениях. Стенками считаются стороны, параллельные оси Z1	Стенками считаются стороны, параллельные оси Z1
Изгиб вокруг оси Z1. Стенками считаются стороны, параллельные оси Y1	Стенками считаются стороны, параллельные оси Y1	Изгиб в двух направлениях. Стенками считаются стороны, параллельные оси Z1

Второе предельное состояние

Прогибы элементов или конструктивных элементов проверяются в направлении их локальных осей Y1 и Z1. Необходимость такой проверки при подборе или проверке стальных конструкций задаётся пользователем на основании приложения Е СП 20.13330.2011 или других нормативных документов. При этом используются нормативные (эксплуатационные) значения постоянных нагрузок и длительные нагрузки, или длительно действующая часть кратковременных нагрузок со своими коэффициентами сочетаний. Такой подход справедлив для конструкций, загруженных постоянными, полезными, снеговыми и другими нагрузками, имеющими длительно действующую часть. К таким конструкциям относятся, например, стропильные балки, ригели покрытия, прогоны покрытия, балки и ригели перекрытий, балки рабочих и обслуживающих площадок, лестничные косоуры и марши, балки балконов и лоджий. Опоры конструктивных элементов (места, где прогибы принимаются равными нулю) задаются с помощью раскреплений. Если заданы раскрепления конструктивного элемента, то его прогиб считается относительно прямой линии, соединяющей эти раскрепления. При отсутствии раскреплений принимается полное перемещение сечений конструктивного элемента в составе расчётной схемы. Необходимость задания раскреплений определяет пользователь. Следует обратить внимание, что в режиме подбора сечения конструктивного элемента принято, что величина его прогиба изменяется обратно пропорционально изгибной жёсткости ЕI рассматриваемого конструктивного элемента и не учитывает перемещение других элементов расчётной схемы. Если при наличии раскреплений это предположение справедливо, то при их отсутствии такой подход может привести к неправильному результату. Поэтому в случае обоснованного отсутствия раскреплений окончательный расчёт сечений должен быть выполнен в режиме проверки.
Предельно допустимые прогибы задаются пользователем. При этом в каждом из направлений он может задать как величину прогиба в миллиметрах или в долях пролёта, так и автоматический выбор предельного прогиба по п. 2 таблицы Е.1 СП 20.13330.2011.
Для конструкций, у которых ограничены горизонтальные прогибы и перемещения от ветра по п. Е.2.4.1, Е.2.4.3, Е.2.4.4 СП 20.13330.2011 следует выполнить дополнительную проверку таких прогибов по локальным эпюрам перемещений, либо проверку горизонтальных перемещений соответствующих узлов от нормативных (эксплуатационных) значений ветровых нагрузок. К таким конструкциям относятся, например, колонны каркаса, стойки фахверка, ригели фахверка, опоры конвейерных галерей.
Проверку прогибов сложных стержневых систем, например, стропильных ферм или структурных блоков покрытия, следует выполнять по перемещениям характерных узлов в различных комбинациях загружений (с помощью РСН).

Необходимость такой проверки задаётся пользователем. Проверка гибкости конструктивных элементов производится на основании п. 10.4.1, 10.4.2 СП 16.13330.2011. Величину предельно допустимой гибкости задаёт пользователь. При этом он может задать требуемую величину сам, либо воспользоваться подсказкой программы, выбрав нужную строку из предлагаемых таблиц действующих норм.

Проверка прогибов стальной балки

При расчете стальных балок по II-й ГПС (по прогибам) необходимо создавать раскрепления для прогибов:

Информация из справки LIRA SAPR (Справка\Пояснения Сталь\Проверки прогибов):

Проверка прогиба осуществляется сопоставлением реально определенного относительного прогиба (L/f) с максимально возможным для данного конструктивного элемента прогибом.

В данной версии проверка выполняется только для балок на основании состава загружений во всех сочетаниях. Учитываются коэффициенты надежности по нагрузке (заданные при формировании РСУ в среде ПК ЛИРА-САПР) и коэффициенты сочетания.

Перемещения, вызванные загружениями с долей длительности 0, в данном расчете не используются.

Прогибы находятся для каждого сечения на основании распределения MY1, MZ1, QY1, QZ1 по длине элемента. Соответственно, увеличение количества расчетных сечений способствует более точному определению прогибов (особенно, если воздействуют сосредоточенные силовые факторы).

В режиме локального расчета элемента (см. справочную систему СТК-САПР) имеется возможность расчета прогибов по огибающим эпюрам изгибающего момента в запас. Это может потребоваться, когда редактируются расчетные сочетания усилий (или нагрузок) и теряется связь с результатами расчета на ПК ЛИРА-САПР основной схемы.

Важно: Предусмотрена возможность определять не чистые перемещения (относительно локальных осей Y и Z в недеформированной схеме), а прогиб относительно двух выбранных условно неподвижных точек – точек раскрепления (в случае консоли, например, относительно одной точки).

На приведенном фрагменте показан механизм определения прогибов (они обозначены как di и dk) в конструктивном элементе с наложенными раскреплениями на элементы.

Если раскрепления не наложены, то прогиб принимается равным полному расстоянию до оси X.

Важно: Если балка (ригель) разбита по длине промежуточными узлами, то для нее необходимо создать конструктивный элемент и раскрепления для проверки прогибов создавать как для конструктивного элемента (т.е. для балки как единого целого). В расчете стальных конструкций коэффициент расчетной длины (и для балок, и для колонн, и для ферм) применяется к длине конечного элемента (КЭ), если не задан конструктивный элемент (КоЭ). Если задан КоЭ, то коэффициент расчетной длины применяется к полной длине КоЭ.

Пример расчета однопролетной балки

Согласно нормативной документации прогиб определяется от действия нормативных нагрузок. Поскольку в LIRA SAPR все нагрузки прикладываются к узлам и элементам их расчётными значениями, при определении прогибов программа определяет нормативное значение нагрузок путём деления их на коэффициент надёжности.

Посмотреть какие приняты коэффициенты надёжности, а также ввести их вручную, если это необходимо, можно в окне параметров расчёта.

Подробнее о корректировке коэффициентов надёжности для расчета прогибов вручную читайте в статье "Коэффициенты к временным нагрузкам при проверке прогиба"

Предельно допустимый L/200=6000/200=30мм

Без задания раскреплений (по абсолютному перемещению узлов балки):
((39,8мм/ к-т надежности по нагрузке)/ 30мм))*100%=((39,8/1,1)/30)*100%=120,6%

Ручной ввод расчётной длины балки для расчёта прогибов

В диалоговом окне задания характеристик расчёта стальной балки присутствует группа параметров Расчёт по прогибу.

Информация из справки ЛИРА САПР:
Расчет по прогибу – данные для расчета прогиба. Длина пролета авто – вычисляется по положению раскреплений. Длина пролета точно – длина пролета при расчете приравнивается этому числу.

Рассмотрим раму из предыдущего примера, только теперь раскрепления для прогибов назначим для всех конструкций, а расчётные длины будем для первого случая задавать автоматическим способом, а для второго ручным.

Предельно допустимый прогиб при длине 6 м L/200=6000/200=30мм

Предельно допустимый прогиб при длине 4 м L/200=4000/200=20мм

Проценты использования по предельному прогибу

Расчёт прогибов стрельчатой арки

Пример — рама переменного сечения (РПС) пролётом 18 м. Соединение полурам в коньке — шарнирное, опирание полурам на фундамент — шарнирное.

При этом в параметрах «Дополнительные характеристики» необходимо указать вручную пролет, с которым программа будет сравнивать прогиб (автоматическое определение пролета возможно только для линейных балок, где все конечные элементы (КЭ) конструктивного элемента (КоЭ) лежат на одной оси):

Результаты определения прогибов в СТК-САПР:

Предельно допустимый L/200=17664/200=88.32 мм

Без задания раскреплений (по абсолютному значению на эпюре прогибов fz):
96.7/17644=1/182 — совпадает с результатом расчёта элемента №2

С заданием раскреплений (по относительному значению на эпюре прогибов fz):
(96.7-(-6.46))/17644=1/171 — совпадает с результатом расчёта элемента №4

Без задания раскреплений (по абсолютному значению перемещений узлов):
99.8/17644=1/177 — не совпадает ни с чем

Вывод: Расчёт на прогибы выполняется в местной системе координат стержня. Прогиб стрельчатых и цилиндрических арок, а также любых криволинейных конструкций, нужно определять по перемещениям узлов в глобальной системе координат и вручную сравнивать с предельно допустимыми значениями.

Расчёт прогибов цилиндрической арки

Пример – цилиндрическая арка пролётом 18 м, стрелой подъёма f = 9 м. Соединение всех элементов между собой — жёсткое, опирание на фундамент — шарнирное.

Нагрузки на арку приложены их расчётными значениями. Значения нагрузок для определения прогибов принимаются согласно СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия, таблица Д.1 Приложения Д. В данном примере арка является конструкцией покрытия, прогиб которой должен определяться от постоянных и длительных нагрузок (п.2 табл. Д.1). Для визуализации перемещений от нормативных значений нагрузок, необходимо создать особое РСН с нормативными длительными значениями нагрузок. Нагрузки в данном РСН нужно поделить на коэффициент надёжности, с учётом длительности. На конструкцию действуют два загружения:

Загружение 1 — постоянное, коэффициент надёжности 1.1;
Загружение 2 — кратковременное, коэффициент надёжности 1.2, доля длительности 0.35;

Вычислим коэффициенты для перехода к нормативным значениям

Загружение 1 Kn=1/1.1=0.91;
Загружение 2 Kn=1/1.2*0.35=0.292

Предельно допустимый прогиб L/200=18000/200=90 мм

Фактический прогиб (по абсолютному значению перемещений узлов): 32.2/18000=1/559 – меньше предельно допустимого значения.

Примечание: если подобная конструкция стоит на своих опорах, то перемещения опорных точек (для получения относительных перемещений) удобно получить через «Мозаику относительных перемещений», указав реперный узел.

Расчет балки на гармоническую нагрузку

Ниже приведен пример ручного и компьютерного расчета свободно опертой балки на гармонические колебания.

Исходные данные:

пролет балки l=6м; размеры поперечного сечения bxh=0.3x0.5м;
бетон класса В25 (Eb=30000МПа=3060000тс/м 2 ); в середине пролета установлен электродвигатель весом Gд=2тс;
вес возвратно-поступательно вращающейся части двигателя (ротора) G=0.25тс;
амплитуда перемещения центра масс (радиус эксцентрика) е=0.01м;
частота вращения n=600об/мин; коэффициент неупругого сопротивления колебаниям γ=0.1

Ручной расчет

Определим расчетное амплитудное значение динамической нагрузки согласно [1] стр. 13-14:

R = k_дmeθ 2 = 1.3 * 0.0255 * 0.01 * 63.83 2 = 1.35 тс,

где k_д = 1.3 — коэффициент перегрузки для машин с конструктивно-неуравновешенными движущимися частями;
m=G/g=0.25/9.807=0.0225т — масса ротора;
θ=πn/30=3.14*600/30=63.83рад/с — круговая частота вращения ротора.

Расчетный момент от статической нагрузки:

M_c = γ_f,св * q_св *l 2 /8 + γ_f,об * G * l/4 = 1.1 * 0.375 * 6 2 /8 + 1.05 * 2 * 6/4 = 5тс * м,

где q_св = b * h * ρ = 0.3 * 0.5 * 2.5 = 0.375 тс/м — нормативное значение погонной нагрузки от собственного веса балки;
ρ = 2.5 тс/м 3 — объемный вес железобетона;
γ_f = 1.1 — коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса;
γ_f,об = 1.05 — коэффициент надежности по нагрузке для веса двигателя.

Расчетный момент от динамической нагрузки может быть определен путем статического ее приложения с учетом коэффициента динамичности:

M_д = μ * R * l/4 = 2.354 * 1.35 * 6/4 = 4.77тс * м,

где μ – коэффициент динамичности [2] стр. 48:

где ω=82.07рад/с – круговая частота собственных колебаний по 1й (основной) форме (определение см. ниже).

Расчетное значение изгибающего момента для расчета на прочность:

M = M_c + M_д = 5 + 4.77 = 9.77 тс * м.

Если подходить строго, то описанный выше вариант определения усилий с использованием коэффициента динамичности справедлив только для системы с одной степенью свободы. Однако в рамках рассматриваемой задачи применение этого подхода не приводит к большим погрешностям.

Расчет в ПК ЛИРА САПР

Модуль 24

Балка (размеры поперечного сечения bxh=300х500мм из бетона В25) загружается 3-мя нагрузками. Значения всех нагрузок расчетные.

После приложения нагрузок задаем характеристики расчета на динамические воздействия:

Так как заранее неизвестно, какая из частот (заданная или собственные) могут дать решение, близкое к резонансу, то обычно рекомендуется учитывать предшествующие частоты. Если Вы учитываете предшествующие частоты, то получите несколько вариантов, последним из которых будет вариант от заданной частоты. Все эти варианты должны быть взаимоисключающими – они не могут возникать одновременно. Это можно учесть в РСУ, назначив это гармоническое загружение взаимоисключающим. При этом все варианты данного загружения будут взаимоисключающими между собой.

Собираем веса масс из загружений 1 и 2:

Коэффициенты преобразования приняты равными коэффициентам, обратным коэффициентам надежности по нагрузке: 1/1.1=0.91 и 1/1.05=0.95. Формируем таблицу РСУ:

Результаты расчета:

Таблица частотных характеристик:

Огибающая эпюра изгибающих моментов (РСУ)

Модуль Динамика +

Модуль Динамика + предполагает определенную последовательность загружений: первыми в расчетной модели должны быть приложены статические нагрузки, а затем загружения с весами масс, динамической нагрузкой и, при необходимости, демпфирующими узловыми нагрузками.

Для приложения нескольких статических нагрузок следует сформировать историю нагружения. Для упругих расчетных моделей это реализовывается путем заполнения монтажной таблицы. Возможен и другой вариант – приложение всех статических нагрузок в первом загружении.

Список загружений при расчете балки с использованием модуля Динамика +:

1. Статические нагрузки (собственный вес + вес двигателя):

Нагрузки от веса массы приложены вручную. Возможен сбор весов масс аналогичный модулю 24. Для этого следует создать фиктивное загружение, с соответствующими величинами статических нагрузок (в данном случае нормативной величины). Из этого статического собираются веса масс с коэффициентом преобразования 1.

3. Динамика + (тип нагрузки 2 — синусоидальная):

Время окончания нагрузки принято произвольным. По результатам расчета время может быть подкорректировано из условия достижения балкой уравновешенных колебаний.

Узловые нагрузки, характеризующие демпфирующие свойства конструкции, могут быть определены по формуле [3] стр. 48:

где ξ — параметр затухания в долях от критического (коэффициент диссипации), который может быть определен через логарифмический декремент затухания колебаний δ: ξ=δ/2π или через величину коэффициента неупругого сопротивления γ: ξ=γ/2;
m_i — масса в i-м узле;
ω — круговая частота колебаний.

В привязке к рассматриваемой задаче:
- параметр затухания (коэффициент диссипации) ξ=γ/2=0.1/2=0.05;
- вес массы в промежуточном узле Qпр=0.375*0.5=0.1875тс, где 0.5м – шаг узлов;
- вес массы в центральном узле Qц=Qпр+Qдв=0.1875+2=2.1875тс.
- круговая частота колебаний ω=82.07рад/с.

Таким образом, нагрузка демпфер:

Спр = 2 * 0.05 * (0.1875/9.81) * 82.07 = 0.157 тс*с/м;
Сц = 2 * 0.05 * (2.1875/9.81) * 82.07 = 1.830 тс*с/м.

Нагрузки прикладываются как узловые:

При описании матрицы демпфирования по Рэлею соответствующие коэффициенты могут быть получены исходя из решения системы уравнений:

где ω_i,j — круговые частоты i и j форм колебаний (i ξ_i,j — коэффициенты диссипации i и j форм колебаний.

Таким образом, коэффициенты Рэлея можно определить по формулам:

При рассмотрении только одной формы колебаний один из коэффициентов Рэлея можно принять равным нулю. При β=0 имеем: α=2ξω=2*0.05*82.07=8.207.

Коэффициенты Рэлея назначаются элементам схемы как свойство:

Задаем данные для расчета в процессоре Динамика +:

Шаг интегрирования не более 1/10-1/15 от периода колебаний Δt=Т/15=0.0765/15=0.0051с. Принимаем Δt=Т/15=0.0765/15=0.005с. Время интегрирования принимаем равным времени воздействия.

Результаты расчета

Эпюра изгибающих моментов в момент времени 1.21с (установившиеся колебания):

Учебный пример № 1. Расчет металлической балки на структурное повреждение в виде отказа одной из опор в динамической постановке. Лира 10.6

Ключевые слова тематики: живучесть, прогрессирующее обрушение, механическая безопасность, внезапные структурные повреждения, динамический расчет при внезапно выключающихся связях, динамика прогрессирующего обрушения, модель отказа, первичная и вторичная расчетные схемы.

Рассмотрен простой пример, основанный на методиках, приведенных в зарубежной научной и нормативной литературе. Целевая аудитория данной заметки: студенты старших курсов, магистранты, начинающие специалисты. Цель заметки – популяризация расчетов конструкций на отказы (прогрессирующее обрушение) в динамической постановке.

Например, в Femap+Nastran NX можно поступить двумя способами:
- при первом сначала рассчитывается неповрежденная схема (условно, загружение 1). затем формируется второе динамическое загружение с реакцией, подчиненной функциональной зависимости, при которой реакция подает до нуля за время отказа. Но в качестве исходных данных для решения динамической задачи нужно сформировать начальные условия в виде перемещений узлов, полученных по результатам расчета целой модели с загружением 1. Удобно эти начальные перемещения задать в отдельном загружении (например, с номером 3). Этот способ описан на страницах 15 и 16 примера № 2.

- при втором способе (субъективно, он самый удобный) все делается в одном загружении, в котором весовые нагрузки модели и реакция от удаленной опоры подчиняются временным функциям. но разным функциям. реакция – как на рис. 8.3а, весовые нагрузки – как на рис. 8.4.1. по смыслу это соответствует тому, что модель за некоторое время нагружается собственным весом, который возрастает от нуля до 100% и затем остается постоянным (горизонтальный участок графика). а реакции подчиняются функции, при которой они сначала тоже возрастают, а затем падают до нуля.

1.2. В современных версиях Лиры 10 описанными выше способами сделать нельзя, но можно сделать альтернативным способом, использованном в примере 1:

- в первом загружении прикладываются весовые нагрузки, во втором – реакция. хотя можно всё сделать в первом. в следующем нагружении прикладывается динамическая нагрузка по графику 8.3а из примера 2. Главное, чтобы при расчете в физгеом нелинейной постановке на прогрессирующее обрушение все загружения были последовательными. Т.е. последующие нагружения должны «стартовать» с НДС предыдущих.

Но такой подход, изложенный в вышеупомянутой презентации, применим только для линейных задач. А считать на прогрессирующее обрушение в линейной постановке – значит, закладывать излишний перерасход.

Какой функционал у Robot'a мне не известно.

Вопросы
1. В целом для анализа рассматривается схема с 1-им загружением (сила на крайней опоре) или необходима комбинация с основной нагрузкой

Пример был сделан задолго до публикации в блоге – в еще одной из старых версий Лиры, которая тогда не поддерживала распределенные нагрузки в модуле "Динамика +". Поэтому и была необходимость сводить распределенные нагрузки к узловым. В современных версиях такого неудобства уже нет – в итоге с этим проще.
Из-за узловых нагрузок поперечная сила на опоре не равна опорной реакции, в связи с этим надо было показать, как эти значения взаимоувязаны в примере. Иначе возникали вопросы.

Понятно
А зачем 0.5тс нагрузки дополнительно при замене опоры на силу? Считаю в Роботе, прикладывая значение реакции - все ок.

Так и должно быть. UX - это закрепление на кручение вокруг продольной оси балки, а не на поворот вокруг оси Y.

Читайте также: