для чего нужно объединение перемещений

Использование операции «Объединение перемещений в узлах»

ОпределениЕ перемещений

В СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМОЙ РАМЕ

Введение

Как уже отмечалось, программа SCAD построена на основе метода конечных элементов в форме метода перемещений.

При определении только усилий в статически определимых стержневых системах с помощью SCAD жесткость стержневых элементов на изгиб EI=EI_y (для плоских элементов типа 2) и продольная жесткость EF для элементов типа 1 и 2 в могли быть заданы произвольно, в том числе и равными единице.

Если одновременно с задачей расчета усилий в статически определимой системе поставить задачу определения реальных перемещений сечений ее стержней, то жесткости стержней должны приниматься реальными, т. е. должны быть взяты реальный модуль упругости материала E и реальные значения моментов инерции I_y и площадей F сечений стержней. Возможно также задание относительных жесткостей стержней на изгиб, как это сделано в заданиях по строительной механике.

Примечание. В учебных заданиях по определению перемещений в статически определимых системах для определения перемещений в рамах предполагалось использование формулы Максвелла-Мора только с учетом изгибных деформаций. Поэтому для стержней рамы задавались только жесткости на изгиб. При этом жесткость на изгиб любого стержня с номером i выражалась через некоторую эталонную жесткость EI: . Аналогично выражаются жесткости стержней и в заданиях по расчету статически неопределимых стержневых систем методами сил и перемещений в их классической формулировке.

Для сопоставления результатов расчета, полученных в этих заданиях с результатами расчета по программе SCAD, в программе SCAD необходимо также задать жесткость EF_i стержней на растяжение-сжатие. Предлагается такой приближенный способ решения этого вопроса. Делаются следующие дополнительные допущения.

Предположим, что все стержни (стойки и ригели) имеют прямоугольное сечение и одинаковую заданную ширину . Тогда и . Относительная изгибная жесткость стержней . Относительная жесткость стержней на растяжение-сжатие , где , h – высота сечения эталонного стержня. Поскольку , то

Задаваясь условно величиной , например, h= 0,3 м, получим при различных k_i следующие значения относительных жесткостей:

k_i=1, =1, =133,3; k_i=2, =2, =168,0;

k_i=3, =3, =192,3; k_i=4, =4, =211,6;

Жесткость EI для получения реальных значений перемещений должна задаваться реальной величиной.

В расчетных работах по строительной механике предполагается определение перемещений в рамах только с учетом изгибных деформаций стержней (без учета влияния на перемещения продольных деформаций стержней). Программа SCAD позволяет решать задачу, как с учетом продольных деформаций стержней, так и исключить их влияние путем специальной процедуры «Объединение перемещений». Это будет продемонстрировано в приведенном ниже примере.

При постановке задачи по определению перемещений в статически определимых системах необходимо обратить внимание на то, что в программе SCAD, перемещения определяются только в узлах элементов. В шарнирных узлах фермы, состоящей из элементов типа 1, определяются компоненты линейных перемещений X и Z в общей системе координат. Для балок и рам, состоящих из элементов типа 2, в жестких узлах определяются компоненты линейных перемещений X, Z и углы поворота UY жестких узлов относительно оси Y.

Чтобы получить численные данные о перемещениях сечений в промежуточных сечениях стержня (в балке или в раме) на нем надо наметить несколько узлов, т.е. разбить стержень на большее число элементов, чем это требовалось при решении задачи по построению эпюр усилий. Т.е. для получения перемещений в каком-то сечении стержня в этом сечении надо назначить узел.

Углы поворота в программе SCAD выдаются только для намеченных жестких узлов элементов. Угол поворота сечения элемента, примыкающего к шарниру, в программе SCAD не выдается.

Для определения указанного угла разделим элемент с шарниром на конце жестким узлом на два неравных по длине элемента. Если элемент, примыкающий к шарниру, будет иметь малую длину, то угол поворота вновь назначенного узла будет достаточно точно отражать угол поворота сечения элемента у шарнира.

Назначим на указанном элементе жесткий узел, разделяющий его на два элемента, на достаточно близком расстоянии от шарнира. Критерием возможности такого приближения является возможность выполнения линейного расчета МКЭ.

В разделе Узлы и элементы на инструментальной панели «Элементы» нажмем кнопку . Появится окно «Разбивка стержня».

Элемент с шарнирным узлом разобьём на два элемента, используя поле окна «На заданном расстоянии». Для сравнения можно выполнить расчет рамы при назначении жесткого узла сначала на расстоянии 0.5 м от шарнира, а затем приблизим его до 0.25 м и, наконец, установим его на расстоянии 0.05 м от шарнира.

Затем нажимаем в окне кнопку ОК и выделяем на расчетной схеме нужный элемент. Нажимаем на инструментальной панели кнопку ОК. При нажатых соответствующих кнопках на панели Фильтры отображенияна схеме появится изображение дополнительного узла и его номер, а также номера новых элементов. После этого применяем операцию «Упаковка данных».

Примечания.

1) После разбиения указанным приемом старого элемента на новые на нем исчезает шарнир. Его надо установить заново (удалить связь UY во нужном узле нового элемента).

2) Если на старом элементе была нагрузка, то ее необходимо переустановить.

После этих операций выполняем линейный расчет и проводим анализ результатов.

Дальнейшее приближение нового жесткого узла к шарнирному узлу на 0.25 м и затем еще на 0.2 м можно сделать воспользовавшись кнопкой «Перенос узлов» на инструментальной панели «Узлы» раздела Узлы и элементы.

Для достижения полного соответствия с постановкой задачи в строительной механике, где при определении перемещений продольные деформации стержней не учитывались, воспользуемся возможностью программы SCAD исключать влияние продольных деформаций.

Использование операции «Объединение перемещений в узлах»

Источник

Пересечение и АЖТ

Инструмент Пересечь предназначен для поиска и определения пересечений элементов (линий контуров и плоскостей пластин, осевых линий стержней) друг с другом. Эта команда важна для формирования правильной расчетной модели, в которой пересекающиеся элементы работают совместно.

Найти пересечение – значит найти след одного элемента на другом. САПФИР-КОНСТРУКЦИИ способен находить пересечения элементов не только в случае, если оси объектов пересекаются, но и когда они достаточно близки (физические объекты соприкасаются). При каждом пересечении ищется два следа: первого элемента на втором и второго элемента на первом. Точки-пересечения изображаются окружностью, а пересечения-отрезки линиями. Точки и отрезки пересечения также являются дополнительными опорными точками для триангуляции.

Для пересечения следует выделить элементы, которые нужно пересечь друг с другом, и нажать кнопку «Пересечь». Если нет выделенных элементов, команда «Пересечь» выполняется для всей расчетной модели. Для отмены пересечения следует выделить элементы, пересечения которых нужно отменить, и нажать кнопку «Отменить пересечения». Если нет выделенных элементов, команда выполняется для всей расчетной модели.

Если точки/отрезки пересечения между двумя элементами найдены, и совпадают, то после триангуляции они станут одним узлом/ребром КЭ (рис. А). В случае, когда эти точки/отрезки в пространстве занимают разное положение, то они соединяются между собой с помощью абсолютно жесткого тела (АЖТ), то есть тела, расстояние между узлами которого не изменяется при действии на него любых сил (рис. Б, В).

Поиск пересечений можно настраивать. Доступные параметры повлияют на нахождения линий пересечения от осевых и объемов. Кроме этого, сюда подключается управляемый параметр «Точность поиска пересечений» (по умолчанию равен 1 мм).

Варианты поиска пересечений:

Частым примером, где можно рекомендовать использовать разные параметры Поиска пересечений, это вылет фундаментной плиты за внешнюю стену. В САПФИР версий до 2017 включительно по умолчанию для аналитической модели был установлен параметр «Осевые и объемы». При наличии вылетов фундаментной плиты формировались короткие консоли, дополнительные линии пересечения и АЖТ.

Чтобы этого не происходило нужно установить параметр «Осевые нестрого». В САПФИР 2018 он установлен по умолчанию. В этом случае дополнительные линии пересечения и АЖТ формироваться не будут.

Параметры пересечения настраиваются как для отдельных элементов (в панели свойств) так и для всей аналитической модели (кнопка «Свойства расчетной модели»)

В этом случае для элементов, которые должны работать совместно, нужно установить параметр «Осевые и объемы». Это можно сделать для балок или для плиты перекрытия. Второй вариант быстрее, но нужно следить за пересечениями этой плиты с другими элементами схемы.

Источник

Объединение перемещений cтупеней фундамента.

Что то мне кажется, что некорректно схема задана. Может лучше смоделировать вторую ступень простым увеличением толщины оболоченных элементов?

Просто какой смысл моделировать 2 ступени 2мя отдельными оболочками? Они при таком раскладе будут заармированы 2мя сетками (1 сетка в первой оболочке, 1 сетка во второй). А вроде логичнее, если одна сетка будет в первой ступени.

ander, у меня версия 9.6 но R1

Я так понимаю вы намекаете на построение схемы аналогичной рис.2 (ранее выложенному вами)?

Объединение перемещений работает как надо, сделал как вы советовали (по рис. 1). Связей много, потому что привык так считать фундаменты. Знаю, что можно иначе расставить связи, но пока для простоты решил принять такие связи, закрепляющие по Х и У каждую точку фундаментов.

Как оказалось всё считается, если вывести данные фундаменты на нужную абсолютную отметку которую можно узнать из системы ГРУНТ. Видимо неправильно считалось из-за того, что отметка подошвы фундамента находилась почти на 200 метров ниже планировки. Не знал, что отметку фундамента нужно в схеме задавать в абсолютных значениях.

Коэффициенты постели действительно разнятся.
Введённые мной составляли С1=2204т/м3, С2=2656т/м (вычисленные там-же в Лире по методу 3)
Полученные из системы грунт примерно составили С1=715т/м3, С2=6000т/м (тоже по методу 3)

Источник

Объединение перемещений в ПК лира. Глобальная местная и локальная система координат.

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 4631

Объединение перемещенийВ ПК ЛИРА предусмотрена возможность задания информации об узлах, имеющих одинаковые перемещения по заданному направлению. Эти перемещения получают один порядковый номер, то есть происходит объединение нескольких неизвестных в системе линейных алгебраических уравнений. Такой прием позволяет объединять горизонтальные перемещения узлов, принадлежащих перекрытию в плоских многоэтажных рамах, показывая тем самым, что перекрытия представляет собой жесткий диск: продольная сила, могущая возникнуть в перекрытии, ничтожно мала по сравнению с сечением перекрытия, которое её воспринимает. Очень удобен такой приём в задачах с динамическими воздействиями от ветра или сейсмики в горизонтальном направлении. В этом случае инерционная масса всего перекрытия собирается в один (любой) узел перекрытия. Сложнее объединять перемещения в пространстве по этажам перекрытия. Для симметричной многоэтажной рамы, например, можно пренебречь закручиванием её вокруг вертикальной оси. Тогда достаточно объединить перемещения всех узлов перекрытия по направлениям C,U, и схема в этом случае упрощается. Для случаев, когда центр жёсткости здания не совпадает с центром масс, а также для несимметричных в плане зданий (особенно при недостаточной расстановке диафрагм жёсткости) закручиванием здания пренебречь нельзя. Здесь следует объединять горизонтальные перемещения на уровне перекрытия по рамам. Если считать, что диск перекрытия не может изменять своей формы, то необходимо ещё и объединение перемещений для всего перекрытия по повороту относительно оси Z. Возникает необходимость учесть работу плиты перекрытия установкой, например, крестовых связей. При динамических воздействиях инерционные массы придется прикладывать к каждой из рам на уровне каждого этажа. Уменьшить число инерционных масс можно с помощью искусственно введённых в расчетную схему траверс. Инерционная масса будет распределяться между рамами на этаже в зависимости от соотношения длины и жёсткости траверс.

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.06 сек.)

Источник

Шарнирное примыкание пластинчатых элементов в SCAD 21

Коллеги, добрый день!

Продолжая серию заметок про SCAD, хочу рассказать о том, как смоделировать шарнирное примыкание пластинчатых конечных элементов в SCAD 21 на примере расчета панельного здания.

За шарнирное примыкание пластинчатых элементов отвечает команда объединения перемещений узлов, которая способна создать связь по перемещениям и поворотам. Такой же командой, например, можно создать и шарнирное примыкание для стержней (эта команда менее удобна, чем команда «назначение шарниров»).

Итак, для создания шарнирности примыкания плит, вам необходимо расшить элементы конструкций на стыке конструктивных элементов. Одним из способов может стать создание контура плиты с небольшим зазором (например, на величину опирания). После этого Вам придется выделять попарно узлы и объединять их, «оставляя» свободным поворот модели. При больших габаритах объединить вручную узлы – довольно затратная операция. Поэтому разработчики предусмотрели команду «объединять перемещения в совпадающих узлах».

Данная команда выделяет в схеме совпадающие узлы и создает группы из двух (совпадающих) узлов, что нам и нужно. Осталось научиться создавать те самые совпадающие узлы, которые, кстати, подсвечиваются с помощью кнопки на панели инструментов.

Для создания совпадающих элементов можно воспользоваться командой «сдвига элемента», которая находится во вкладке элементы.

Далее мы пользуемся командой «переноса узла» во вкладке «узлы»

Выделяем узлы рассматриваемой конструкции и смещаем их на расстояние противоположное по знаку расстоянию сдвига элементов.

Конструкция становится в исходное положение, но теперь на месте стыка мы можем обнаружить совпадающие узлы, на основании которых мы и создаем группы объедения перемещений. Нам нужна вкладка «назначения», команда «объединение перемещений», в настройках который мы закрепляем перемещения и освобождаем повороты).

Далее можно выделить хоть все узлы в модели, т.к. с поставленной галочкой программа воспринимает только совпадающие узлы.

Теперь ваша конструкция имеет шарнирное примыкание.

Пример расчётной схемы в которой задано шарнирное примыкание пластинчатых ЭР.

Источник