Расчет на прочность
Моделирование
Модель разрабатывается в Tekla Structures, после экспорта из которой получаем расчетную схему в ЛИРА-САПР. Данная модель была разработана в Tekla Structures, после чего через связь с Robot Structural Analysis Professional передана в ЛИРА-САПР. Использование дополнительных программ в цепочке BIM – ПК ЛИРА-САПР позволяет более корректно передать приложенные единичные нагрузки на площади и балки с учетом грузовых площадей элементов.
Оценить проект
Задание нагрузок
На следующем этапе формируется список необходимых нагрузок. Нагрузки от собственного веса формируются автоматически исходя из заданных сечений элементов конструкций. Использование преднастроенных единичных нагрузок позволяет ускорить задание распределенных нагрузок путем копирования их из единичной с требуемыми коэффициентами.
Для задания нагрузки от ветра требуется рассчитать давление на здание в разных зонах и высотных отметках согласно СП 20.13330.2011. Разработанный файл в MathCAD для расчета ветрового воздействия на стены и колонны дает возможность более быстро и точно выполнить расчет требуемых значений. Расчет проводится по СП с учетом шага колонн, высоты сооружения, ветрового района, района строительства.
Исходя из расчетной схемы оценивается требуемое количество зон основного обдува. Кроме статической составляющей требуется учесть пульсационную составляющую (рассчитывается вручную или с помощью расчетных модулей ЛИРА-САПР).
Расчет сейсмики
Расчет проводится при строительстве в сейсмически опасной зоне. Расчетное землетрясение задается автоматически расчетным модулем ПК ЛИРА-САПР. Контрольное землетрясение расчитывается в случае, если здание указано в позициях 1 и 2 таблицы 4.2 СП 14.13330.2018.
Для контрольного землетрясения в расчетный комплекс вносятся данные синтезированных акселерограмм для выбранной площадки строительства. Как правило, расчет сейсмических воздействий приводит к необходимости внесения изменений в конструктивную схему зданий.
Изменения могут затронуть как профиля несущих конструкций, так и привести к изменению общей геометрии.
Расчет совместно с грунтами
По представленным геологическим изысканиям создается трехмерная модель в системе ГРУНТ. Модель создается с учетом фактического расположения скважин, свойств грунта. После чего данная модель грунтов подключается к расчету.
На первом этапе здание привязывается к заданному грунту согласно генплану.
Расчетная модель будет учитывать работу фундамента совместно с грунтами. На данном этапе расчетная модель получает коэффициенты постели, либо определяется несущая способность свай.
После чего вносятся необходимые коррективы в фундаменты, производится корректировка свай и их унификация. На данном этапе инженеры видят все сваи и грунты в 3д модели и могут принимать конструктивные решения на основе полученных данных.
Анализ 1-2 предельного состояния
Анализ предполагает оценку работы конструкции по первому и второму предельному стоянию. Определяется процент использования сечений.
На данном этапе происходит анализ получившейся конструктивной схемы и подбор сечений. Оценивается несущая способность сечений и допустимые прогибы для нормальной эксплуатации строения.
Анализ проходит в несколько этапов. В результате инженер может принять решение о внесении изменений в конструктив: добавить или убрать связи, изменить геометрию несущих конструкций, внести изменения в фундаменты, развернуть сечения элементов.
При необходимости инженер может поменять материалы конструкций.
На данном этапе инженер может проанализировать формы колебаний конструкций и внести предварительные изменения в расчетную модель таким образом, чтобы сумма эффективных модальных масс, учтенных в расчете, составляла не менее 90% общей массы системы.
Прогрессирующее обрушение (Нелинейный расчет)
Расчет прогрессирующего обрушения необходим для зданий с повышенным уровнем ответственности. Расчет имитирует выключение из расчета основного несущего элемента конструкции. При этом здание не должно обрушиться.
Расчет имитирует выключение из расчета основного несущего элемента конструкции. При этом здание не должно обрушиться.
На данной стадии проекта в жесткостях элементов учитываются нелинейные свойства материалов.
Расчет идет через систему монтаж по выбранному сценарию загружения здания с учетом последовательности возведения конструкции
На последнем этапе демонтируется любой несущий элемент. Далее производится анализ конструкции (перемещения элементов расчетной схемы, отсутствие разрушения). По результату такого расчета конструктивные решения могут поменяться еще раз.
После чего производится окончательный расчет конструкций с учетом всех корректировок. И составляется пояснительная записка.
Примеры расчета металлических конструкций в ЛИРА-САПР совместно с Tekla Structures
