Structure CAD для “ЧАЙНИКОВ”
       

Назначение конструктивных элементов


При задании конструктивных элементов необходимо выполнить следующие  операции:

Ä нажать кнопку Назначение конструктивных элементов;

Ä    выбрать на схеме стержни, входящие в конструк­тивный элемент;

Ä    нажать на кнопку ОК в инструментальной панели.

После выполнения последнего действия появляется диалоговое окно Конструктивный элемент (рис. 17.3). В этом окне задаются характеристики элемента. В их число входят: имя элемента, коэффициенты расчетной длины, а также данные, задаваемые в окне Параметры настройки. Эти данные могут быть изме­нены пользователем. В этом случае конструктивный элемент будет иметь параметры, отлич­ные от назначенных для всей схемы.

Коэффициенты расчетной длины являются множителями к геометрической длине конструктивного элемента и служат для определения расчетных длин конструктивного элемента (физически однородного стержня) в плоскостях главных осей поперечного сечения. При их назначении следует исходить из расстояния между точками закрепления элемента в реальной конструкции и характера этого закрепления (жесткая или упругая опора, препятствие угловым или линейным перемещениям).

Рис. 17.3. Диалоговое окно Конструктивный элемент

В окне реализованы и другие операции. В частности, можно заменить сечения стержней, входя­щих в конструк­тивный элемент (кнопка Заменить сечение). В последнем случае проверка несущей способности будет выполняться для сечения, отличного от заданного в жесткостных характерис­тиках (автоматический расчет измененной схемы не выполняется !). Кроме того, этот элемент должен быть исключен пользователем из унифицированной группы, в которую он входил (если только замена не выполнялась для всех конструктивных элементов данной группы унификации).

После ввода всех данных о конструктивном элементе, включая имя элемента, следует нажать кнопку Добавить новый. Перед включением нового конструктивного элемента в список  конструктивных элементов, подлежащих проверке, выполняется контроль корректности назначения. Если в результате контроля обнару­жено, что выбранные элементы не соответствуют пере­чис­ленным выше требованиям к конечным элементам, составляющим конструктивный элемент, то появляется диалоговое окно Ошибки


(рис. 17.4).

Рис. 17.4. Диалоговое окно

Ошибки в конструктивных элементах



В приведенном в этом окне списке возможных ошибок доступными будут опции с указанием на ошибки, допущенные при назначении конструк­тивного элемента. Для визуализации ошибок следует включить одну из доступных опций и нажать кнопку Показать на схеме. Окно закрывается после нажатия кнопки Отмена. Если в конструктивном элементе допущено несколько ошибок, то для  их анализа кнопку следует нажать соответствующее число раз.

Назначение групп конструктивных элементов

В тех случаях, когда конструктивный элемент содержит только один стержень, есть возможность объединить такие стержни в группы и выполнять проверку и, при необходимости, унификацию на уровне групп. Операции по назначению групп конструктивных элементов и заданию их характеристик аналогичны описаным выше для конструк­тив­ных элементов. Характеристики групп задаются в диалоговом окне Группы конструктивных элементов для проверки сечений (рис. 17.5).

Следует помнить, что замена сечения выполняется для всех конструктивных элементов группы. Таким образом, после выполнения этой операции все конструктивные элементы группы будут иметь одинаковое сечение.

При обнаружении ошибок, допущенных при задании группы конструктивных элементов, после нажатия кнопки Добавить новую появляется диалоговое окно Ошибки (рис. 17.6) с перечнем ошибок. Правила работы с этим окном такие же, как и правила работы с окном Ошибки для конструктив­ных элементов.



Рис. 17.5. Диалоговое окно

Группы конструктивных элементов для проверки сечений



Рис. 17.6. Диалоговое окно

Ошибки для групп конструктивных элементов

Корректировка параметров конструктивных элементов и групп конструктивных элементов

Любые из первоначально заданных параметров конструктивных элементов или групп конструктивных элементов (включая  состав входящих в них конечных элементов) могут быть изменены в процессе экспертизы и подбора.

Если изменения касаются состава и параметров конструктивного элемента или группы, то после внесения изменений следует нажать кнопку Заменить, стоящую справа от списка конструктивных элементов или их групп. При замене сечения используется кнопка Заменить сечение, о которой уже говорилось выше.



Изменения в состав конструктивных элементов или их групп выполняются аналогично заданию. Для этого необходимо выполнить следующие операции:

Ä    выбрать в списке инструментальной панели имя корректируемого элемента или группы (выбранный объект будет выделен на схеме красным цветом);

Ä    указанием курсора пометить конечные элементы, исключаемые  из состава объекта (с этих элементов будет снят признак выбора, красный цвет изменится на белый);

Ä    нажать кнопку ОК в инструментальной панели;

Ä    нажать кнопку Заменить в появившемся диалого­вом окне.

Аналогично выполняется и добавление конечных элементов в состав ранее созданного конструктивного элемента.

Для удаления конструктивного элемента или группы конструктивных элементов следует выбрать имя из списка  и нажать кнопку ОК в инструментальной панели. В появившемся диалоговом окне нажать кнопку Удалить.

Если удаляется несколько объектов, следует выполнить описанные выше операции для одного объекта, а затем последовательно выбирать из списка в диалоговом окне удаляемые объекты и нажимать кнопку Удалить.

Группы унификации



Группы унификации для проверки сечений могут создаваться как в процессе назначения конструктивных элементов и их групп, так и независимо от этих режимов после их задания. Формирование групп унификации выполняется в диалоговом окне Группы унификации для проверки сечений (рис. 17.7). В этом окне можно создать новую группу унификации, а также включить в ранее созданную группу конструктивные элементы и группы конструктивных элементов.



Рис. 17.7. Диалоговое окно

Группы унификации для проверки сечений

Для создания новой группы унификации следует ввести имя группы в одноименном поле, а затем нажать кнопку Новая группа. Имя новой группы попадает в список Группы унификации.

Для включения элементов в группу унификации следует выбрать в списке Групп унификации нужную группу, в левом списке отметить имена конструктивных элементов или групп элементов и нажать кнопку  > . Если все объекты левого списка входят в одну унифицированную группу, то следует нажать кнопку >> .  Для исключения элементов из группы унификации следует отметить их имена в правом списке и нажать кнопку  <  или, используя кнопку  << ,  исключить из группы все объекты.



При создании групп унификации следует соблюдать следующие правила:

  • в группу унификации могут входить только те объекты (кон­струк­­тивные элементы и/или их группы), все стержни которых имеют одинаковый тип жест­кости;


    • объект может входить только в одну группу унифи­кации.

    Расчет

    После нажатия кнопки Расчет выполняется проверка несущей способности конструктивных элементов и/или групп конструктивных элементов. Проверка выполняется для всех сечений элементов, входящих в конструктивный элемент или группу конструктивных элементов, по каждому фактору РСУ. Результатом является наибольшее значение каждого фактора, определяю­щего несущую способность элемента.

     Реализован весь комплекс проверок по прочности и устойчивости в соответствии с разделом 5 СНиП II-23-81* со следующими исключениями:

    • растянутые стержни не проверяются на прочность по формуле (6), как элементы, эксплуатация которых возможна после достижения предела текучести;


    • не использовано разрешение последнего абзаца п.5.25 выполнять проверку по формуле (49) при условии обеспечения местной устойчивости;


    • при определении коэффициента jб в запас прочности принято, что нагрузка имеет вид равномерно распре­деленной и приложена к сжатому поясу, который не закреплен в пролете от потери устойчивости.


      • Подход к определению коэффициента jб основан на следующих соображениях:

      а) СНиП не предусматривает всех мыслимых сочетаний раскрепления сжатого пояса и распределения нагрузки по пролету, поэтому любое решение не будет полным;

      б) в реальных ситуациях практически не встречаются конструкции, работающие только на одно нагружение, а в числе других имеются и распределенные. Следует учитывать, что выполняемый расчет условен, поскольку используются расчетные сочетания усилий и огибающая эпюра моментов не может быть точно идентифицирована, как происходящая от определенной нагрузки, приложенной к определенному поясу. Подход реализует концепцию СНиП, где, например, разрешено находить свободные длины для одного (“самого сжатого”) нагружения и использовать эти длины при проверках по другим нагружениям, определяя, в частности, по этим длинам коэффициенты продольного изгиба j (см. п.6.11*). Коэффициент jб используется для тех же целей, что и коэффициент продольного изгиба j.



      Набор проверок по СНиП II-23-81* определяется типом поперечного сечения элемента и комплектом действующих на него нагрузок.

      Стержни проверяются по:

      • прочности при действии продольной силы N ? п.5.1;


      • устойчивости при сжатии в плоскостях XOZ и XOY ? п. 5.3;


      • прочности при действии изгибающего момента My или Mz

        ? п.5.12;


      • прочности при действии поперечной силы Vz или Vy

        ? пп.5.12, 5.18;


      • прочности при совместном действии N, My и Mz

        ? пп. 5.24, 5.25;


      • устойчивости в плоскости XOZ или XOY при внецентренном сжатии ? п.5.27 (для сечения из одиночного уголка проверка происходит по главным плоскостям XOU и XOV, хотя обозначения не меняются);


      • устойчивости из плоскости XOZ или XOY при внецентренном сжатии ? пп.5.30-5.32;


      • устойчивости плоской формы изгиба при действии момента My ? п.5.15;


      • устойчивости при сжатии с двухосным эксцен­три­ситетом ? п.5.34;


        • чрезмерным деформациям растянутого волокна ? п.5.28.

        Отображение результатов

          Результаты проверки несущей способности могут отображаться на схеме для всех конструктивных элементов, групп конструктивных элементов или групп унификации, а также для каждого конструктивного элемента или группы элементов в отдельности. В первом случае конструктивные элементы отображаются на схеме двумя цветами – зеленым, если несущая способность достаточна, или красным – в противном случае. Если конструктивный элемент или группа конструктивных элементов  входят в группу унификации, то они будут отображаться красным цветом, если хотя бы один из объектов этой группы не прошел проверку по несущей способности.

        На схеме можно отобразить и результаты проверки по каждому из факторов, определяющих несущую способность объектов проверки. Для этого необходимо выбрать в списке факторов наименование интересующего фактора и нажать кнопку отображения результатов
        . Если фактор не выбран, то результаты отображаются по значению критического фактора (имеющего максимальное значение) для каждого кон­струк­тивного  элемента и группы конструктивных элементов. Значения выбранного фактора можно вывести на схему, воспользовавшись кнопкой фильтров
        .



        Для визуализации результатов по каждому конструктивному элементу или уни­фи­­ци­ро­ванной группе следует выбрать имя объекта в соответствующем списке и нажать кнопку
        . В результате открывается диалоговое окно  Диаграмма факторов (рис. 17.8), в кото­ром по каждому фактору проверки выводится коэффициент исполь­зования. Красным цветом на диаграмме будут отмечены факторы, у которых коэффициент использования несущей способности превышает единицу.

        Рис. 17.8. Диалоговое окно

        Диаграмма факторов

        Для анализа несущей способности группы элементов используется диалоговое окно Элементы группы (рис. 17.9), которое вызывается нажатием кнопки
        . Для вызова окна следует выбрать в списке инструментальной панели имя исследуемой группы и нажать указанную кнопку. Главным информационным элементом окна является таблица, в которой записаны номера элементов, входящих в выбранную группу, значения коэффициентов использования по фактору, установленному в списке факторов, а также маркеры, с помощью которых  выбираются элементы.



        Рис. 17.9. Диалоговое окно

        Элементы группы

        Кнопки, расположенные под таблицей, позволяют выполнить:

        Операции с элементами - вызывается одноименное диалоговое окно (рис. 17.10), в котором может быть выбрана одна из следующих команд:

        • Удалить из набора маркированные элементы - из группы удаляются  элементы с активными маркерами;


        • Создать новый набор из маркированных элемен­тов - создается новая группа элементов, в которую входят элементы с активными маркерами (эти элементы из текущей группы удаляются);


        • Создать новый набор элементов со значениями установленного фактора в заданном диапазоне - создается новая группа элементов, в которую войдут элементы с указанными значениями установленного фактора (эти элементы также удаляются из текущей группы).


          • Сортировка - выполняется сортировка элементов по убыванию значения установленного фактора;

          Диаграмма факторов - для маркированного элемента вызывается одноименное диалоговое окно с коэффици­ентами использования несущей способности по всем факторам.



           

          Рис. 17.10. Диалоговое окно

          Операции с элементами

          Отчет

          По результатам проверки можно сформировать отчет. Отчет формируется в формате RTF и автоматически загружается в ассоциированное с этим форматом приложение (например, MS Word или WordPad). Если перед формированием отчета из списка выбран один конструктивный элемент или их группа, то отчет будет содержать информацию только о выбранном объекте. В противном случае в отчет включается информация о всех объектах, для которых выполнялась проверка несущей способности.

          Содержание отчета (полный список всех факторов или указание только критического фактора с максимальным значе­нием использования несущей способности) назначается с помощью опций Сообщения

          в окне настройки параметров среды на странице Управление генерацией отчетов

          (Настройка графической среды в разделе меню Опции).

          Подбор

          Подбор сечений элементов выполняется в тех случаях, когда их попе­речные сечения заданы из одиночных прокатных профилей. В подборе могут участвовать конструктивные элементы, группы конструктивных элементов и унифициро­ванные группы. Если элементы объединены в унифициро­ванную группу, то в результате подбора все они получат одинаковые сечения.

          Подбор выполняется в рамках сортамента, принятого при начальном назначении сечений элементов, и только для указанного вида профиля. Это означает, что если в качестве профиля был выбран двутавр вида К, то и в результате подбора будет выбран аналогичный профиль (или будет сообщено, что из таких профилей сечение не удаетсятся подобрать).

          Результаты подбора отображаются в таблице диалого­вого окна Результаты подбора сечений

          (рис. 17.11). В первом столбце таблицы выводится имя группы или конструктивного элемента, во втором столбце - исходное сечение, в третьем - сечение, полученное в результате подбора. В следующих трех столбцах дана информация о процентном изменении основных жесткостных характеристик (EF, EIx, EIy) после подбора и номер элемента в схеме, на котором этот максимум реализо­вал­ся. Если по результатам подбора сортамент оказался исчерпан, а необходимая несущая способность не достигнута, то имя объекта выводится красным цветом и другая информация в таблице отсутствует.



          Рис. 17.11. Диалоговое окно

          Результаты подбора сечений

          Для групп конструктивных элементов в таблице приведено только имя группы, а вся информация относи­тельно результатов подбора выводится в диалоговом окне Результаты подбора для группы [имя группы] (рис. 17.12), которое вызывается после двойного щелчка левой кнопки мыши в строке с именем группы. В таблице, размещенной в этом окне, содержатся данные о результатах подбора для каждого элемента группы.



          Рис. 17.12. Диалоговое окно

          Результаты подбора для группы

          По результатам подбора может быть принят один из трех вариантов продолжения работы:

          • применить подобранные сечения и пересчитать задачу;


          • принять к сведению подобранные сечения и сформировать отчет;


          • отказаться от применения результатов подбора.


            • Выбор варианта осуществляется с помощью опций в диалоговом окне Результаты подбора сечений. Если выбирается первая опция, то после выхода из диалогового окна выполняется замена сечений в описаниях жесткостных характеристик элементов и автоматический переход в Дерево проекта для активизации расчета. Следует учитывать, что автоматическая замена дублирующихся типов жесткости при этом не происходит. В результате количество типов жесткости после подбора может существенно увеличиться. В таком случае рекомендуется перед расчетом воспользоваться функцией удаления дублирующихся жесткостей в разделе Назначения

            препроцессора.

            Кроме того по результатам подбора может быть сформирован отчет (кнопка Отчет). Отчет формируется в виде файла в формате RTF, который автоматически загружается в ассоциированное с этим форматом приложение (рис. 17.13).

            Рис. 17.13. Отчет по результатам выполнения подбора сечений

            Информация о результатах подбора

            Информация о результатах подбора, представленная в диалоговых окнах на рис.17.11-17.12, доступна лишь во время работы режима Подбор. Если после выхода из этого режима для каких либо целей потребуется вновь рассмотреть резуль­таты подбора, то следует воспользоваться кнопкой
            .

            Эта операция позволяет получить сопоставительную информацию о сечении конструктивных элементов или групп до и после подбора. Данные выводятся в таблице в диалоговом окне Сопоставление жесткостей (рис. 17.14). Информация о сечениях элементов групп помещена в таблице диалогового окна Сопоставление жесткостей группы (рис. 17.15), которое вызывается двойным щелчком левой кнопки мыши в строке с именем анализируемой группы.



            Рис. 17.14. Диалоговое окно

            Сопоставление жесткостей

            Рис. 17.15. Диалоговое окно

            Сопоставление жесткостей группы


            Содержание раздела