В предыдущих статьях было выполнено моделирование пространственного каркаса в ПК САПФИР. В рамках данной статьи выполним экспорт модели в ЛИРА САПР и полный расчёт, на основании результатов которого можно будет составлять техническое задание на выполнение чертежей металлоконструкций.
Подготовка модели САПФИР к экспорту в ЛИРА САПР
Перед экспортом модели в ЛИРА САПР, следует выполнить ряд дополнительных настроек.
Назначение граничных условий
По умолчанию, все колонны имеют жёсткую заделку в основание, т.е. связи по направлениям X, Y, Z, UX, UY, UZ. Для того, чтобы расчётная модель отражала работу конструкции здания, следует удалить ряд связей по нижним концам колонн и стоек фахверка.
Для основных колонн, следует удалить жёсткую заделку относительно оси Y.
Для стоек фахверка следует удалить заделки относительно осей X, Y.
Настройки поиска пересечений объектов
Поскольку в модели присутствуют стержни, находящиеся в одних и тех же координатах (прогоны и распорки по верхнему поясу ферм), следует выполнить настройку, чтобы программа правильно выполнила пересечение данных стержней.
Настройке подлежат следующие параметры:
- поиск пересечений 5 мм, чтобы обеспечить сшивку узлов в месте примыкания отдельных стержней, если при построении были допущены неточности;
- 2 общих узла при пересечении параллельных стержней – для корректной сшивки узлов прогонов и распорок в уровне верхнего пояса;
Экспорт модели в ЛИРА САПР
Когда конструктивная модель будет закончена и для неё будут выполнены все необходимые настройки, следует создать расчётную модель, в ПК САПФИР, аналогично расчётной модели плоской рамы.
При создании расчётной модели, также следует выполнить пересечение стержней.
После создания модели, следует выполнить её визуальный осмотр, убедиться в том, что в неё присутствуют все несущие элементы из конструктивной модели и все приложенные нагрузки, после чего следует выполнить экспорт модели в ЛИРА САПР.
Расчёт модели в ПК ЛИРА САПР
После внесения необходимых доработок выполняем полный расчёт, включая расчёт РСУ, РСН и Конструктивный расчёт. После завершения расчёта, выполняем визуальный анализ перемещений модели от отдельных загружений и их сочетаний, проверяем численные значения деформаций от вертикальных и горизонтальных нагрузок, следим, чтобы они не превосходили значения, полученные на этапе расчёта плоской рамы. Когда анализ результатов статического расчёта будет закончен, переходим к анализу результатов расчёта по СП 16.13330.2017.
Убедившись, что использование сечений по первому и второму предельным состояниям, а также по местной устойчивости не превосходят 100%, можем переходить к расчёту узлов соединений отдельных конструкций, которые не было возможности посчитать, на этапе расчёта плоской рамы.
Расчёт узла соединения вертикальной связи с колонной
Для выполнения этого расчёта, необходимо внести изменения в таблицу РСУ: для загружения «Ветер Х+ (пульсационное)», в столбцах 5 и 6 указать коэффициент 2 – такой подход позволит избежать создания модели, где вертикальные связи будут работать только на растяжение, и все необходимые операции можно будет выполнить в рамках одной модели. Подробнее об использовании дополнительных столбцов РСУ, можно прочитать в статье https://liraserv.com/kb/91/463/.
После внесения корректировок в таблицу РСУ, сформируем группы элементов, для составления комбинаций усилий.
Оставшиеся элементы следует внести в отдельную группу, для которой нужно указать расчёт по столбцам 1, 2. 3, 4.
После формирования групп РСУ, следует выполнить расчёт сочетаний усилий, далее производится проверка сечений вертикальных связей между колоннами:
Как видно, поперечное сечение связи, подобранное по типовой серии 1.423.3-8 «Стальные колонны одноэтажных производственных зданий без мостовых кранов» Выпуск 2, лист 22КМ, используется на 78.2 %. Программа предлагает заменить данное сечение на два уголка 110х7, которое будет более эффективным. Произведём замену сечения, после чего необходимо будет выполнить полный расчёт заново. После выполнения полного расчёта с повторной проверкой использования всех элементов, переходим к расчёту узла примыкания связи к колонне.
Для расчёта узла, на вкладке «Сталь» вызываем соответствующее диалоговое окно:
Выбираем тип узла «Связи», сечение связи уголковое, сварное соединение. В диалоговом окне назначения элементов выбираем Элемент 1 – ветвь связи, Элемент 2 – колонна, использовать заданное поперечное сечение. После нажатия ОК, программа откроет окно СТК-САПР.
Примем решения по материалам узла:
Колонна и Уголок – оставляем как есть, т.к. эти параметры были настроены на стадии создания расчётной модели.
Шов Ш1 – электрод Э46 Rwf=200 Н/мм2 по табл. Г.2 СП 16.13330.2017, катет шва kf=4 мм, по таблице 38;
Пластина 1: сталь – С245, такая же марка стали, как у ветви, толщина – 1 см;
После настройки параметров узла выполняем расчёт.
В результате получаем, что созданный узел используется по прочности на 62%. По результатам выполненных расчётов, можно приступать к формированию задания на выполнение чертежей металлических конструкций.