Тема: Расчет и конструирование стропильной фермы из гнутосварных профилей в skad office

Фермы широко используются в современном строительстве, в основном для перекрытия больших пролётов с целью уменьшения расхода применяемых материалов и облегчения конструкций, например — в строительных большепролётных конструкциях, типа мостов, стропильных систем промышленных зданий, спортивных сооружений, а также — при возведении небольших лёгких строительных и декоративных конструкций — павильонов, сценических конструкций, тентов и подиумов;
Из вышесказанного можно сделать вывод, что потребность в изготовлении ферм довольно высока и ещё долго будет поддерживаться.
В качестве меры повышения качества расчётных обоснований проектных решений, Главгосэкспертиза России в 2004 году высказала предложение: [12] «...осуществлять расчёты не менее чем по двум
сертифицированным, независимо разработанным и проверенным в практике программным комплексам, проводить сопоставительный анализ полученных результатов».
Благодаря высокой приспособленности метода конечных элементов (МКЭ) к возможностям современной вычислительной техники в настоящее время существует множество самых различных по своей направленности и по своим возможностям программно-вычислительных комплексов (ПВК), реализующих метод конечных элементов. Из числа ПВК, используемых при выполнении расчетов, сопровождающих строительное проектирование, отметим ANSYS, COSMOS/M, Лира-САПР, SCAD, STAAD Pro, FEM models, PLAXIS, Robot Millennium.
ПВК SCAD и ПВК Лира-САПР были выбраны для сравнения в данной работе, из-за их доступности, широты распространения, соответствия СНиП и ГОСТ. Так же эти ПВК внедрены и широко используется в учебном процессе.
Лира-САПР — данный программный комплекс предназначен для численного исследования прочности и устойчивости конструкций, а также для автоматизированного выполнения ряда процессов конструирования. ПВК «Лира-САПР» обеспечивает исследование широкого класса конструкций: пространственные стержневые и оболочечные системы,
массивные тела, комбинированные системы — рамно-связевые конструкции высотных зданий, плиты на грунтовом основании, ребристые плиты, многослойные конструкции.
SCAD Office — программный комплекс нового поколения - позволяет проводить расчет и проектирование стальных и железобетонных конструкций. В состав комплекса входят универсальная программа конечно¬элементного анализа SCAD, а также ряд функционально независимых проектно- расчетных и вспомогательных программ. Программа SCAD предназначена для расчета сооружения в целом. Другие проектно-расчетные программы ориентированы на выполнение детальных проверочных расчетов несущих строительных конструкций (отдельных балок, колонн, плит) в соответствии с действующими нормами.

Купить

Каждый из программных комплексов, представленных в предыдущих разделах статьи, предоставляет инженеру достаточно обширные возможности для выполнения расчетов строительных объектов практически любого вида и сложности и может использоваться как самостоятельный программный продукт. Однако следует отметить, что ряд методов, составляющих расчетную базу современных программных комплексов, в том числе метод конечных элементов, являются численными, т.е. дают не точное, а некоторое приближенное решение. В программных комплексах, разработанных независимо друг от друга, применены различные модификации численных методов и алгоритмов, что, очевидно, обуславливает различие результатов расчета, получаемых с их помощью. Это различие, как правило, возрастает при недостаточно корректном использовании программного комплекса, при применении расчетных схем, не соответствующих его возможностям и особенностям. Поэтому такая ситуация может свидетельствовать о допущенных просчетах, что подтверждается анализом ряда аварийных ситуаций и отказов, возникших в ходе строительства и эксплуатации зданий и сооружений по причине недостаточно надежных решений их несущих конструкций.
Для некоторого (и немалого) числа практических расчетных задач, встречающихся при строительном проектировании, оценка точности получаемых приближенных решений затруднена в связи с отсутствием точного, аналитического либо аналогичного, проверенного на практике, решения. В этой связи с целью предотвращения получения неверных результатов расчета и, как следствие, недостаточно надежных и экономичных конструктивных решений, экспертные органы России рекомендуют выполнять проектные расчеты сложных и уникальных объектов строительства не менее чем по двум независимо разработанным программным комплексам, проверенным в проектной практике, и проводить сопоставительный анализ полученных результатов. Во исполнение данных рекомендаций ООО «ЕВРОСОФТ» совместно с ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко и ООО «ЛИРА СОФТ» совместно с НИИАСС Госстроя Украины приступили к разработке и внедрению технологии выполнения расчетов строительных объектов на основе совместного использования программных комплексов SKAD и ЛИРА.
В программных комплексах SKAD и ЛИРА, разработанных независимо, использованы различные способы построения конечных элементов и выдачи результатов в них, различные способы дискретизации (приведения к узловым) распределенных нагрузок и динамических масс, реализованы различные модели нелинейно деформируемых тел и сред, различные математические методы решения линейных и нелинейных задач, различные методики ряда конструктивных расчетов строительных конструкций. Кроме того, имеются отличия в возможностях программ, в частности, по учету совместной работы здания с деформируемым грунтовым основанием, учету стадийности возведения здания, по расчету на действие подвижных и динамических нагрузок, а также по диагностике исходных данных и анализу полученных результатов. Поэтому совместное использование в практике проектирования двух программных комплексов SKAD и ЛИРА
позволит:
объединить разные возможности программ, используя их при расчете одного и того же объекта;
обратить внимание инженера, выполняющего расчет, на результаты расчета и дать ему дополнительную информацию к размышлению при анализе результатов расчета по разным ПК, что, безусловно, поможет обнаружить допущенную ошибку и будет способствовать повышению квалификации специалиста;
на основе численных результатов оценить особенности различных методик, реализованных в ПК;
оценить устойчивость полученных решений. В результате можно ожидать существенного снижения риска ошибки при моделировании конструкций и ошибки расчета.
Ввод расчётной модели «вручную» лучше организован в ПВК ЛИРА- САПР. Большой выбор инструментов позволяет быстрее набрать схему. Но это преимущество является спорным, т.к. при импорте из программы «AutoCAD» ПВК SCAD Office 11.5 ведёт себя корректнее, к примеру, он сам распознаёт промежуточные узлы. Это позволяет в AutoCAD такой элемент как пояс начертить одним отрезком. Для того, чтобы импортировать в ПВК ЛИРА-САПР пространственную модель из AutoCAD придётся тот же самый пояс разбить с учётом всех промежуточных узлов.
ПВК SCAD Office 11.5 и ПВК ЛИРА-САПР имеют обширную библиотеку отечественных и зарубежных сортаментов. Сам процесс задания жесткостных характеристик, связей и нагрузок в данных ПВК не отличается.
Задание РСУ в данных ПВК практически не отличается. А вот комбинации загружений и нагрузки от фрагмента схемы в случае ПВК ЛИРА-САПР надо определять после расчёта конструкции. В ПВК SCAD Office 11.5 удобнее организован этот процесс, все эти параметры можно задать в разделе: «Специальные исходные данные».
Результаты расчётов в ПВК SCAD и ПВК ЛИРА-САПР сопоставимы и имеют незначительные, в пределах 10%, расхождения. Максимальные перемещения от расчетной нагрузки в ПВК SCAD Office 11.5 имеют большие значения, чем в ПВК ЛИРА-САПР. И те, и другие значения лежат в пределах допустимых для исследуемой конструкции.
Вывод результатов расчёта лучше организован в ПВК SCAD Office 11.5.
Например, при получении значений нагрузок от фрагмента схемы в ПВК ЛИРА-САПР можно вывести результаты только в табличной форме. Для этого надо знать номера узлов и их расположение. В ПВК SCAD Office 11.5 можно на схему вывести направления и значения усилий, что упрощает анализ результатов.

Купить