Как составить нагрузки в scad

Часто при расчете зданий промышленного назначения или прочих специализированных конструкций следует учитывать воздействие от предполагаемой работы оборудования. Как учитывать нагрузки от оборудования в SCAD Office, будет рассказано в текущей статье.

Динамические нагрузки от действия таких машин (например, ветрогенераторы, станки, электродвигатели и т.д.) вместе с ударным воздействием задаются согласно исходным данным, которые оформлены в паспортах на каждый вид оборудования, приложенные к техническому заданию. В расчетных программах данные о воздействии оборудования задаются в формате гармонических колебаний. Напомню, что это такие колебания, при которых значение физического воздействия постоянно изменяется по гармонической закономерности, то есть по синусоиде или косинусоиде.

Рассмотрим в качестве примера установку ветрогенератора Whisper 200 (рис. 1) на опору антенную (башню) высотой Н=21 м (рис. 2). Это оборудование планируется размещать на верхней площадки башни. Данные, которые необходимы для расчета в SCAD в данном случае — масса общая, масса вращающихся частей, частота оборотов при пиковой нагрузке от воздействия ветра.

После того, как на башню назначены все основные внешние воздействия, в частности, ветровое, можно приступать к созданию нового динамического загружения — гармонические колебания. Находится эта настройка в списке «Прочие воздействия» (рис. 3). Так же как в случае с сейсмическим или ветровым пульсационным воздействиями (так как это все динамика) необходимо совершить сбор статических нагрузок в массы, в частности — собственный вес и полезная нагрузка, к которому массу работающего оборудования прибавлять не надо, так как это будет учтено при задании самого гармонического воздействия.

Коэффициенты преобразования статических нагрузок в массы таковы:

• Постоянные — 1.0
• Длительные — 1.0
• Кратковременные — 0.35 (которые не имеют длительной части, например, ветер не засчитывается)
• Снеговая — 0.7

Во вкладке настройки загружения (рис. 4) есть возможность выбора 3 методик проведения расчета:

• Расчет с учетом пусковых резонансов — в случае рассмотрения ситуации разгона двигателя с 0 оборотов до заданной частоты.
• Расчет на заданную частоту — в случае, если к моменту расчета оборудование уже в рабочем состоянии с рабочей частотой.
• Расчет на заданную частоту с учетом возможной ошибки в определении собственных частот.

Так как ветрогенератор будет работать, начиная с воздействия ветра от 3.5 м/с, то в моменты штиля вращения не будет. Потому нужный вариант именно с учетом пусковых резонансов, вплоть до предельной частоты в 24 Гц. Число учитываемых частот колебаний определяется модальным анализом.

Круговая частота внешнего воздействия — скорость вращения двигателя, F, где f — частота вращения двигателя (об/сек):

После применения заданных исходных данных, в списке загружений появляется новое (рис. 5).

Задание инерционных характеристик динамического загружения

Нагрузки от оборудования в SCAD имеют заранее известные параметры. На этом этапе необходимо обозначить физические значения и расположение работающего оборудования на расчетной схеме, используя паспорта на устрйоства. Задавать такое воздействие нужно через кнопку «Параметры динамических нагрузок» (рис. 6) при активном созданном на предыдущем этапе динамическом загружении.

Ввод данных о гармонических колебаниях в SCAD

В новом окне выбрать «Гармонические колебания» и задать параметры воздействия:

• X, Y, Z — направление действия гармонических колебаний.
• Вес массы в узле — масса оборудования, создающего колебания. Как раз именно эта масса не входит в статическое загружение «Полезная нагрузка». Например, масса ветрогенератора Whisper 200 составляет немногим более 30 кг.
• Величина амплитуды — значение, на которое происходит изменение массы оборудования. Амплитуда центробежной силы вычисляется по формуле согласно СП 413.1325800.2018. Расчет этого параметра представлен ниже.
• Закон колебаний – закон работы, по sin или cos.
• Сдвиг фазы (радиан) – значение сдвига фазы.

После введения всех данных (рис. 7), необходимо выбрать узел приложения на расчетной схеме и нажать «Ок». В дереве проекта, в режиме «Линейный расчет» во вкладке «Динамика» необходимо выбрать в управлении динамикой «Итерации подпространств».

Расчет нормативное значение амплитуды динамической нагрузки R

Нормативное значение амплитуды динамической нагрузки R, изменяющейся во времени по гармоническому закону, вычисляют по формуле:

• m — масса возвратно-поступательно движущихся или вращающихся частей машины, вычисляемая по формуле.

• G — номинальный вес возвратно-поступательно движущихся или вращающихся частей машины;
• g — ускорение силы тяжести;
• e — амплитуда перемещений центра масс, равная радиусу эксцентрика, половине хода в машинах с возвратно-поступательным движением массы, нормальному эксцентриситету вращающейся массы в ротационных машинах или нормальному приведенному эксцентриситету при сложном движении частей.

Эксцентриситеты и массу вращающихся частей (0,4 от массы машины) можно принять по приведенной ниже таблице из справочника от 1984 г. Приведенные эксцентриситеты можно определить согласно указаниям разделов 4, 5, 6, 10 и 12 «Инструкции по определению динамических нагрузок от машин, устанавливаемых на перекрытиях промышленных зданий от 1966 г.» В данном случае е принято 0,5 мм. Коэффициент надежности по нагрузке принят равный 1,4.

• w — круговая частота вращения главного вала машины, рад/с, вычисляемая по формуле:

• N — число оборотов главного вала машины в 1 мин.

Подставляя свои значения в формулы, полученное нормативное R переводится коэффициентами запаса в расчетное значение и указывается в окне на рис. 7. В конечном счете в расчетной схеме приложенное воздействие будет выглядеть так, как на рис. 8.

Как определить тип динамической нагрузки?

Тип динамической нагрузки от оборудования определяется следующим образом:

• Вес стационарного оборудования – длительная;
• В пускоостановочном режиме – кратковременная;
• Вызванные временной поломкой оборудования – особая.
• Удар от падающего тела принимается как особая нагрузка.

Анализ нагрузки от оборудования в SCAD после расчета

Анализ результатов при решении задачи «Гармонические колебания» осуществляется в режиме «Печать таблиц»:

1. В окне «Оформление результатов расчета» выбрать пункт «Динамика»;
2. Далее необходимо нажать «Формирование документа» и «Просмотр результатов».

Выбрать из открывшихся четырех документов в формате «Блокнот» документ с индексом «.p11» с инерционными нагрузками. S1 и S2 – амплитуды синусоидальной и косинусоидальной составляющих суммарной силы.

При расчете на гармонические колебания каждая i-тая форма колебаний порождает пару инерционных сил – действительную и мнимую составляющую. Эта пара составляющих называется i-тым вариантом (S1 или S2).
Составляющие инерционных сил варианта не имеют физического толкования, но их использование в качестве статических загружений позволяет определить амплитудные значения перемещений, усилий и напряжений для этого варианта.

Расчетная амплитуда So суммарной силы определяется по формуле:

Результаты армирования и подбора элементов металлических конструкций проводятся аналогичным образом, как и при решении стандартной классической задачи.

Современное проектирование невозможно представить без компьютерных программ. Инструментарий программ специфичен, требует досконального изучения всех «нюансов» работы. Перед изучением программных комплексов инженер выбирает: осваивать программу своими силами (методическая литература, видеоролики, форумы) или за 4-5 дней пройти обучение в специализированном центре у профессионалов.

При изучении программ расчетного назначения следует быть особенно внимательным, поскольку самая незначительная, на первый взгляд, команда, может изменить результаты расчета в несколько раз. Как следствие – неправильное конструктивное решение. Я, как преподаватель по расчетным программам в строительстве, в том числе курсов SCAD office, рекомендую комбинировать оба метода: всех знаний на курсе не получишь, но без курсов и практического опыта преподавателей разобраться в инструментарии и тонкостях современных программных продуктов будет трудно и продолжительно по времени.

Вот, к примеру, какие нюансы можно встретить при создании расчетной схемы в программном комплексе SCAD Office.

Пример 1: Нагрузка

При задании нагрузки в SCAD 21.1 пользователю предоставляется выбор, ввести значение нормативной или расчетной нагрузки.

В примере используется стойка, на которую сосредоточенно задается нагрузка в 4,8тс как нормативная нагрузка, при этом коэффициент надежности устанавливается равным 1,3. Результат следующий: при выводе продольного усилия в колонне программа умножает значение нагрузки на коэффициент надежности, и усилие в стойке будет равно N=4,8*1,3=6,24тс. Причем, это же правило работает и при комбинации нагрузок, достаточно учесть усилие в комбинации (значение 1), а в расчетное значение нагрузка конвертируется сама.

При определении прогиба балок используются нормативные нагрузки. Задавая нагрузку в любом значении (нормативном или расчетном) программа SCAD сама конвертирует ее в нужное (в этом случае нормативное) значение. На примере ниже показан расчет балки на прогиб с включенной галочкой «нормативная нагрузка» и без нее. Изменившийся результат, а он изменился в очевидную сторону (при выключенной галочке значение нагрузки было разделено на коэффициент надежности, а значит, прогиб в первом случае оказался меньшим), дает право утверждать о влиянии вида нагрузки на полученное значение прогиба.

Не зная этих особенностей, пользователю программы будет очевидно, что значение выводиться исключительно по заданному значению. Результат: введение повышающих или понижающих коэффициентов в комбинации приводит к неверному выводу результатов.

Пример 2: Вектор выдачи напряжений

Пластинчатые конечные элементы позволяют смоделировать плиты перекрытия, стены, фундаментные плиты, подпорные стенки и многое другое. Собрав схему, приложив нагрузку, инженер переходит к анализу результатов. Продольные усилия, поперечные усилия, изгибающие моменты необходимо анализировать по изополям и мозаике, которые строятся согласно специальному вектору – вектору выравнивания напряжений. В SCADе он назван вектором N. Направление этого вектора в каждом пластинчатом элементе совпадает с направлением местной оси X, т.е. усилие Nx, Qx, Mx будет иметь направление идентичное направлению вектору N. Вектор выравнивания напряжений может быть настроен пользователем, или выровнен автоматически (только в версии SCAD 21.1). Таким образом, усилие будет выведено в таком направлении, в котором будет удобно пользователю. Или же пользователь попросту не убедится в синхронном направлении вектора N, результат – неправильный вывод о несущей способности плиты.

На рисунке выше в первом случае показано синхронное направление вектора выравнивания напряжений, по которому можно анализировать усилие, например, изгибающего момента всей плиты, а не конкретного конечного элемента. Во втором случае синхронность элементов нарушена, картина усилий плиты искажена, а значит. Вектор также влияет на армирование:

Интенсивность армирования S1 и S2 будет направлена в том же направлении, что и вектор N, S3 и S4 в перпендикулярном направлении вектору N.

Эти примеры лишь малая часть всех тех «нюансов», которые рассматриваются на нашем учебном курсе SCAD. Не зная специфики работы программы, инженер рискует получить искаженные результаты, исправление которых выливается, как минимум, в трудозатраты по нахождению и исправлению ошибок.

Для расчета конструкций и сооружений в SCAD не редко приходится учитывать ветровую иногда и снеговую нагрузки и каждый раз, в зависимости от случая,  задаешься вопросом — как именно лучше и правильнее приложить!?

Допустим у нас каркас с определенным шагом колонн. Мы можем собрать ветровую (или снеговую) нагрузку и приложить к колонне (к ригелю). Но а если нам необходимо рассчитать фахверк (прогон), горизонтальный или вертикальный? А если вычислить грузовую площадь приходящуюся на колонну (фахверк, прогон, ригель) не просто?
За свою практику я встречал три случая:

• вычисляем в ручную и задаем на колонну или фахверк;
• используем пластины для передачи усилий на элементы каркаса, причем и те и другие имеют общие узлы;
• то же, что и во втором случае, только узлы не общие. передача производится может различными способами: через стержневые элементы, через жесткие вставки и через объединение узлов.

Прежде чем приступить к эксперименту, нужно определится с тем, что берем за эталон. Так как до появления компьютеров пользовались пользовались методикой, описанной в первом пункте, ее и примем.

Общие для всех — ветровая нагрузка 35 кг/м²

Схема подопытного каркаса для каждого способа

Способ первый — задаем ветровую нагрузку на колонну собранную в ручную.

Разобьем первый способ на 2 варианта: 

Эпюра моментов (слева направо нагрузка на колонну и нагрузка на фахверк)

Эпюра поперечной силы (слева направо нагрузка на колонну и нагрузка на фахверк)

По результатам расчета (эпюрам) можно сделать вывод, что результат идентичный. На колонну пришла одна и та же ветровая нагрузка (разница менее 3%).

Второй способ — задаем нагрузку на пластины, имеющие общие узлы с каркасом.

Разбиваем пластины и элементы каркаса на отрезки примерно по 0,5 м, и задаем нагрузку в 35 кг/м². Жесткость пластины — сталь толщиной 0,8 мм

Эпюры моментов и поперечной силы

У этого способа явный недостаток — мы, без специальных мероприятий, не можем анализировать работу фахверка, так как общие узлы пластины имеются и с узлами колонны, стало быть часть нагрузки идет на колонну минуя фахверк. Я менял жесткость с 8 мм до одного метра и в итоге получил получил едва заметную разницу. 

Третий вариант — элементы. Жесткость не должна иметь значения, но мы их сделаем круглыми и жесткими. 

Эпюры моментов и поперечной силы

У этого способа есть и преимущества и недостатки. Преимущество перед вторым в том, что можно анализировать работу фахверка, если это необходимо. Недостаток — сложнее моделировать, задавать отдельно объединение (АЖТ, элементы) для каждой пары узлов. 

Выводы:

Чтобы не быть голословным результаты в таблице. Рассматривалась во всех случаях колонна в осях «Г»/»1»

Получается, что для передачи все способы хороши и выбор способа будет определять сложность схемы, количеством свободного времени и привычкой. Для простой схемы — первый способ (можно второй, если уж совсем не хочется считать грузовые площади), для сложной — третий. Если выбирать из вариантов третьего способа, я, наверное, за объединение узлов. Надо понимать, что второй и третий способ нельзя использовать при расчете схемы на устойчивость (второй способ в добавок может повлиять на анализ колонн и фахверка), но можно обойти эту проблему, передав нагрузку через «нагрузку на фрагмент схемы». 

1.

SCAD OFFICE.
РАСЧЕТНЫЕ СОЧЕТАНИЯ
НАГРУЗОК

2.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
1. Общие сведения
Практически любая конструкция подвергается воздействию
множества нагрузок различного вида, возникающих при
возведении и эксплуатации сооружения. Расчет же чаще всего
выполняется на отдельные (элементарные) варианты нагружения
в предположении, что любой реальный вариант нагружения
системы может быть представлен как линейная комбинация
элементарных.
Это предположение оправдано при линейном подходе к расчету,
поскольку только для линейных систем справедлив принцип
суперпозиции.
При нелинейных расчетах, например, при расчете с
использованием так называемых «физически-нелинейных
конечных элементов», которыми снабжены многие расчетные
программы, указанный подход лишается смысла, но, к
сожалению, пользователи об этом не всегда помнят.

3.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
2. РСУ или РСН
В расчетной практике используются два похожих, но принципиально
отличающихся понятия: расчетные сочетания усилий (РСУ) и
комбинации загружений (РСН).
Определить РСУ — это значит найти те сочетания отдельных
загружений, которые могут быть решающими (наиболее опасными)
для каждого проверяемого элемента либо каждого сечения элемента
(это касается стержня).
Выполнить расчет на комбинацию загружений — это получить
показатели напряженно-деформированного состояния системы, на
которую одновременно действуют несколько загружений.

4.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Часто за одну временную нагрузку следует принимать нагрузку
определенного рода от одного источника (давление или разрежение
в емкости, снеговую, ветровую, гололедную нагрузки,
температурные климатические воздействия, нагрузку от одного
погрузчика, электрокара, мостового или подвесного крана) или
нагрузку от нескольких источников, если их совместное действие
может служить характерным режимом поведения конструкции.
Если возникает определенный интерес к анализу напряженнодеформированного состояния от такой единой нагрузки, то можно
воспользоваться режимом РСН. Этот путь является практически
единственным при анализе нелинейного поведения, в частности при
проверке общей устойчивости сооружения).

5.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
В отличие от РСН, где заранее предполагалось, что
рассматриваемая комбинация загружений является в каком-то
смысле невыгодной, например, для напряжения в определенном
сечении , поиск такой невыгодной комбинации как раз и является
решаемой проблемой в режиме РСУ.
Заметим, что при расчете линейных систем некоторое переменное
загружение либо войдет в РСУ целиком, либо будет отброшено (если
оно создает разгружающий эффект), и, таким образом, можно себе
представить всего 2n сочетаний (где n — количество загружений), из
которых следует сделать выбор. При реальных значениях
параметра n, количество возможных комбинаций становится
настолько большим, что решение задачи прямым перебором
вариантов оказывается нереальным

6.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
3. Традиционные данные для отыскания РСУ
Во всех предыдущих версиях программы SCAD сведения о загружениях,
необходимые для отыскания РСУ, задавались известной таблицей
Здесь имеются определенные
неточности:
• не более 9 групп
взаимоисключения или
сопутствуя;
• не срабатывают вторые
столбцы.
Используются понятия о 1-м и 2-м
главных сочетаниях из норм,
отмененных более 20 лет назад
Имеются неточности при задании
крановых нагрузок (не
различаются разные краны, не
учитывается режим работы),
выбор РСУ неточно следует
указаниям СНиП «Строительство
в сейсмических районах» и др.

7.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Кроме того, опыт показал, что указанная
выше таблица не совсем удобна и в
некоторых случаях приводит к
недоразумениям, главным образом в той
части, которая касается описания
логических взаимосвязей между
загружениями.
Было принято решение
разработать новый вариант режима
РСУ, изменив в нем систему
представления исходных данных и
устранив обнаруженные
неточности.
Поскольку многие пользователи
привыкли к старому варианту,
разработчики дали возможность
использовать и старый и новый
вариант.

8.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
3. Новый вариант РСУ
При разработке новой версии SCAD были внесены следующие
основные изменения:
• реализована возможность выбора характеристик загружения (тип, вид)
в строгом соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;
• коэффициенты сочетаний приняты по рекомендации п.1.12 СНиП
2.01.07-85, а именно Y=0,95 для длительных нагрузок, Y=1,0 для первой
по степени влияния кратковременной нагрузки, Y=0,8 — для второй и
Y=0,8 — для остальных;
• расширены возможности выбора логических взаимоотношений между
загружениями и улучшена форма их задания;
• реализована возможность задания информации относительно общего
физического источника различных загружений (п. 1.12 СНиП 2.01.07-85);
• реализована возможность более точного представления данных о
крановых нагрузках

9.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
В новой версии SCAD таблица задания на поиск РСУ приобрела другой вид
Далее работа с этой таблицей рассматривается более детально

10.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
4. Логическая связь загружений
Между отдельными нагрузками существуют различные варианты
совместного проявления: полная независимость, обязательная
совместность (давление жидкости на стенки сосуда и действие
архимедовых сил), условная совместность (действие силы трения
невозможно при отсутствии нормального давления), несовместность
(невозможность одновременного действия положительной и
отрицательной температуры).
По отношению рассматриваемого загружения к другим загружениям
можно выделить четыре типа логических связей:
• независимые (например, собственный вес и полезная нагрузка);
• взаимоисключающие (например, ветер слева и ветер справа, или же
сейсмическое воздействие вдоль разных осей координат);
• сопутствующие (например, тормозные, требующие обязательного
присутствия вертикальных крановых нагрузок);
• одновременно действующие (например, ветровой напор и отсос,
заданные в различных загружениях).

11.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Пример
1 — собственный вес;
2 — снег;
3 — ветер слева;
4 — ветер справа;
5 — максимальное давление крана
слева;
6 — максимальное давление крана
справа;
7 — торможение, передаваемое на
левую колонну наружу пролета;
8 — торможение, передаваемое на
левую колонну внутрь пролета;
9 — торможение, передаваемое на
правую колонну внутрь пролета;
10 —. торможение, передаваемое
на правую колонну наружу пролета

12.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Объединение
Взаимоисключение
Сопутствие
Здесь представлен граф, выражающий
логической взаимосвязи. Кроме
дуг соответствующих загружениям имеется
еще дуги (пунктир), соответствующие
нулевым значениям интенсивности нагрузки.
Они позволяют обходить на графе те
нагрузки, которые не обязательно должны
входить в расчетную комбинацию нагрузок
(оказывают разгружающее действие).
Расчетная комбинация соответствует пути максимальной длины

13.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Вот один из возможных путей на графе,
который соответствует учету постоянной
нагрузки (1), снеговой нагрузки (2), ветру
справа (4), максимальному давлению крана
справа (7) и торможению, передаваемое на
левую колонну наружу пролета.

14.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
А здесь ветер действует
слева (5) и крановых
нагрузок нет (9)

15.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Сам способ задания логических взаимоотношений приобрел форму,
напоминающую таблицу розыгрыша футбольного чемпионата.
Взаимоисключение
Отношения взаимоисключения, или
объединения являются. могут быть
установлены между любыми
парами загружений, входящие в эту
пару загружения являются в
логическом смысле
равноправными
Любое загружение может входить в несколько парных
взаимоотношений объединения или взаимоисключения, образуя
некоторую «семью»

16.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Объединение (совместное действие)

17.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Сопутствие
Отношение сопутствия не является
равноправным для пары
участвующих в нем загружений. Одно
из них не может существовать без
второго (трение без нормального
давления) но обратно неверно
(нормальное давление может иметь
место и в отсутствии трения).
Поэтому строки и столбцы
соответствующей таблицы имеют
разный статус. Чтобы подчеркнуть
это они помечены разными цветами.
Соотношение сопутствия напоминает соотношение «потомок — предок»,
когда у каждого ребенка (желтый цвет) обязательно есть родитель, но
не каждый потенциальный родитель (зеленый цвет) имеет ребенка. У
ребенка может быть несколько родителей и, естественно, родитель
может иметь несколько детей.
SCAD не допускает отношений типа «дед — внук»

18.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
5. Представление различных нагрузок в РСУ
Тип и вид нагрузки соответствуют классификации СНиП 2.01.07-85
«Нагрузки и воздействия», они определяют коэффициент надежности по
нагрузке gf и коэффициент длительной части kdl.
Раскрывающиеся
списки
Коэффициент kdl
определен, как
отношение пониженного
значения к полному.

19.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Поскольку переход от расчетных нагрузок к нормативным, а также
выделение длительной составляющей, реализуется при помощи
некоторого числового коэффициента, то в загружение могут входить
только те нагрузки, для которых эти коэффициенты равны.
Если в загружение
вошли нагрузки с
различающимися
значениями
коэффициентов gf , то
следует использовать
отношение расчетной
нагрузки к
нормативной, которое
дает ВеСТ

20.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Следует учитывать некоторые особенности логических связей между
отдельными загружениями, вытекающие из самой природы описания
нагрузок:
• динамические нагрузки должны быть представлены как
сопутствующие тем статическим нагрузкам, которые
сформировали массы в расчетной модели (это относится и к
сейсмическим нагрузкам);
• следует помнить, что при задании снеговой или гололедной
нагрузок может появиться несовместимость с некоторыми
температурными воздействиями;
• динамической компоненте ветровой нагрузки сопутствует ее
статическая компонента (это реализовано автоматически).

21.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Особенно сложны логические взаимоотношения между компонентами
крановой нагрузки – здесь и соотношения сопутствия тормозных сил
и сил вертикального давления, и ограничения по числу работающих
кранов и учет режима работы при назначении коэффициентов
сочетаний в соответствии с п.4.17 СНиП 2.01.07-85.
Можно
использовать
компактное
описание
крановых
нагрузок:
• взаимосключение только
для разных
кранов;
• сопутствие
не указывать;
• все детали в
отдельном
окне.

22.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
1
2
3
1. Использование номера крана дает
возможность именно для него
построить все логические связи, а
также исключить взаимодействие
торможения одного крана с
вертикальным давлением другого.
2. Указание вида нагрузки дает
возможность реализовать
логические связи между
отдельными компонентами
крановой нагрузки.
3 Задание режима работы
позволяет учесть специальные
коэффициенты сочетаний
вводимые для крановых нагрузок
пунктом 4.17 СНиП 2.01.07-85.

23.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
6. Другие инструменты
В некоторых случаях требуется
дополнительное
вмешательство расчетчика в
процедуру выбора РСУ
(типичным являются объекты
атомной энергетики, для
которых используются понятия
степени ответственности
элементов). Для этого можно
использовать систему
дополнительных
коэффициентов, на которые
умножаются значения нагрузок
при выборе РСУ, Эти
коэффициенты могут быть
отнесены к группе элементов.

24.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
7. Критерий отбора РСУ
Невыгодные сочетания загружений выбираются так чтобы
создавались максимальные напряжения в характерных точках или на
характерных площадках конечных элементов.
10
Определяются Экстремальные
нормальные напряжения определяются
по ядровым расстояниям и относятся к
точкам 1-4 наиболее удаленным от центра
тяжести (в том числе и к фиктивным
точкам 1, 2). Это, как и само
использование напряжений в качестве
критериев отбора, отражает только
тенденцию (и потому может
использоваться), однако значение
соответствующего критерия нельзя
использовать ни для чего другого, кроме
как для сравнения вариантов.

25.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Проверка напряжений по многим точкам поперечного сечения дает
определенную уверенность в надежности анализа, но это может
занимать много времени. В новой версии SCAD предусмотрена
возможность отбора тех точек, для которых можно не проверять
напряжения (фильтрации факторов).
10
Типичные примеры:
• для стальных конструкций чаще всего
можно отказаться от анализа РСУ,
связанных с поперечными силами (точки
5 – 8);
• в элементах работающих только на
продольную силу (фермы) можно
проверять только центральную точку 10;
• в элементах, работающих по плоской
схеме можно проверять только точки 7, 8,
10 или 5, 6, 10.

26.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Желание избавиться от предварительного задания характеристик
поперечного сечения при поиске РСУ стимулирует использование,
например, такого правила выбора:
определить сочетание для Ммакс и найти Nсоотв , Qсоотв;
определить сочетание для Ммин и найти Nсоотв , Qсоотв;
определить сочетание для Nмакс и найти Mсоотв , Qсоотв;
и т.д.
Здесь можно пропустить опасные
ситуации, Экстремальные значения
определяют прямоугольник,
проходящий через точки 1, 3, 6, 8 и эти
комбинации ложатся в основу подбора
сечений. Но несущая способность
подобранного сечения, связанная с
экстремальными напряжениями
N/A M/W, может определяться так, что
накрыты расчетные точки 1, 3, 6, 8,
однако точки 4 и 7 остались вне
области несущей способности.

27.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
В нормах проектирования конструкций встречаются требования
о введении специальных коэффициентов условий работы,
значения которых определяются тем, на какие нагрузки
выполняется расчет.
СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах»
определяет значения дополнительного коэффициента условий
работы mкр.
Эти требования предопределили выполнение двух проверок (с
учетом и без учета сейсмических нагрузок), для чего задача о
поиске невыгодного сочетания также решается дважды.
Аналогична ситуация со СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и
железобетонные конструкции», который коэффициент условий
работы бетона gb2 меняет в зависимости от того, учитываются
ли или не учитываются в расчете нагрузки, не имеющие
длительной составляющей.

28.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Для каждого критерия SCAD формируются четыре группы РСУ:
Группа А: Невыгодное сочетание постоянных и временных
нагрузок.
Группа Б: Невыгодное сочетание постоянных и длительных
частей временных нагрузок.
Группа В: Невыгодное сочетание сейсмического воздействия,
постоянных и длительных частей временных нагрузок, а также
кратковременных нагрузок на перекрытиях.
Группа Г: Невыгодное сочетание одной из особых (не
сейсмической), постоянных и временных нагрузок.
Кроме того определяются аналогичные комбинации нормативных
нагрузок, но на печать они не выводятся.
Группы А, В и Г используются для проверки прочности и
устойчивости, группа Б – для учета реологических процессов,
Комбинации нормативных нагрузок предназначены для проверки
по второму предельному состоянию.

29.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
8. Представление и анализ результатов
Результаты выбора РСУ представляются таблицей такого типа:

30.

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Часто звучат просьбы о графическом отображении
результатов выбора РСУ. Мы не смогли найти приемлемое
решение этой проблемы с учетом множественности
критериев выбора, а также необходимостью нарисовать
все внутренние усилия.
Разработчики с интересом отнесутся к любому
предложению, которое носило бы конструктивный
характер, а не было бы общим пожеланием.

31. Спасибо за внимание

Нагрузки, загружения, комбинации и сочетания
Спасибо за внимание
SCAD Soft
Тел. (+38 044) 249-7193
e-mail: [email protected]
http://www.scadsoft.com