Расчет КМ
Моделирование
Пространственная схема сооружения по возможности разрабатывается либо в ПК ЛИРА-САПР, либо средствами BIM-моделирования. Затем схема при разработке в сторонней программе импортируется напрямую в ПК ЛИРА-САПР, возможна связь через дополнительные программы, такие как Robot Structural.
Оценить проект
Задание нагрузок
В дальнейшем формируется список необходимых нагрузок. Нагрузки от собственного веса формируются автоматически, их рассчитывать не требуется. Для более быстрого и точного задания распределенной нагрузки на балки, используется импортированная единичная нагрузка. Данное загружение копируется с необходимым коэффициентом.
Для задания нагрузки от ветра требуется рассчитать давление на здание в разных зонах и высотных отметках согласно СП 20.13330.2011. Для расчета численных значений удобно пользоваться программным комплексом MathCad. После расчета давлений необходимо перейти к распределенной нагрузке на погонный метр колонн. Важно корректно учесть грузовые площади, высоты колонн и распределение усилий.
Ветровые нагрузки рассчитываются с учетом направления обдува с разных сторон сооружения. Кроме статической составляющей требуется приложить пульсационную составляющую ветровой нагрузки, способ расчета которой зависит от собственной частоты колебаний здания.
Расчет сейсмики
Учет сейсмического воздействия необходим в случае строительства в сейсмически опасной зоне. Расчет ведется на расчетное и контрольное землетрясение. Расчет на контрольное землетрясение необходим в случае, если здание указано в позициях 1 и 2 таблицы 4.2 СП 14.13330.2018.
Для расчета на максимальное расчетное землетрясение используются данные акселерограмм для требуемой площадки строительства. На данном этапе возможно изменение общей геометрии схемы (она может стать более симметричная, возможно изменение схемы расположения нагрузок)
Расчет совместно с грунтами
По предоставленным геологическим изысканиям (схемой скважин на площадке, свойствами грунта) формируется трехмерная модель грунта в ПК ЛИРА-САПР, необходимая для расчета сооружения на грунтовом основании. Здание сажается на грунт совместно генплану.
Расчетная модель будет учитывать работу фундамента совместно с грунтами. На данном этапе расчетная модель получает коэффициенты постели, либо определяется несущая способность свай, получаются численные значения осадок.
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.
За несколько этапов анализа корректируется расчетная схема, конструктивные решения, сечения, фундаменты. При возможности изменяется геометрия несущих конструкций, возможно принятие решений о замене материалов 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.
На данной стадии проекта в жесткостях элементов учитываются нелинейные свойства материалов, путем последовательной нагрузки схемы и исключения элемента из работы в чем помогает использование модуля монтаж.
Расчет должен показать, что схема выдерживает изменение геометрии. В ином случае требуется изменение конструктивной схемы, увеличение сечений.
После всех действий производится окончательный расчет конструкций с учетом всех корректировок, составляется пояснительная записка.
Примеры расчета металлических конструкций в ЛИРА-САПР совместно с Tekla Structures
