Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21 презентация

конструкций в среде SCAD Office 21”
Москва, 22-23 апреля 2015 г.

Юрченко В. В., к. т. н.
ведущий научный сотрудник SCAD Soft

расчета несущей способности стальных сечений

Список конструктивных элементов и
групп конструктивных элементов

Список групп унификации

Расчет несущей способности стальных сечений и анализ результатов

Список конструктивных элементов и
групп конструктивных элементов

Список групп
унификации

Список
факторов

2/33

параметров по умолчанию

Назначение параметров по умолчанию:
Марка стали

3/33

параметров по умолчанию

Назначение параметров по умолчанию:
Коэффициент
условий работы

4/33

параметров по умолчанию

Назначение параметров по умолчанию:
Предельные гибкости

5/33

– некоторый набор стержневых КЭ, моделирующих физически однородный элемент конструкции и удовлетворяющий ряду требований. Стержневые КЭ данного набора:
1) лежат на одной прямой;
2) образуют непрерывную (без «разрывов») цепочку конечных элементов;
3) имеют одинаковый тип жесткости;
4) имеют одинаковую ориентацию главных осей иннерции поперечных сечений;
5) не имеют жестких вставок и шарниров (шарниры допускаются только в начальном и конечном узлах цепочки).

Геометрическая длина конструктивного элемента равна сумме длин стержневых КЭ, его образующих !!!

6/33

конструктивных элементов

Признак конструктивного элемента:

элемент общего вида
стойка;
балка;
элемент пояса фермы;
элемент решетки фермы;
опорный раскос фермы;
опорная стойка фермы.

7/33

ЭЛЕМЕНТ ОБЩЕГО ВИДА

Расчетная длина для
проверки устойчивости
плоской формы изгиба

Расчетные длины
при изгибном выпучивании относительно главных осей

Предельные гибкости

8/33

БАЛКА

Продольная сила в сечениях ИГНОРИРУЕТСЯ !

Расчетная длина для
проверки устойчивости
плоской формы изгиба

9/33

ЭЛЕМЕНТ ОБЩЕГО ВИДА

Работа конструктивного элемента в границах упруго-пластических или упругих деформаций стали

Коэффициент надежности
по ответственности

10/33

конструктивных элементов – некоторый набор стержневых КЭ, каждый из которых автоматически интерпретируется как конструктивный элемент. Элементы группы конструктивных элементов обладают одинаковой маркой стали, имеют одинаковые коэффициенты (или значения) расчетных длин, а также одинаковые значения (формулы) предельных гибкостей.

Обязательным условием для стержневых КЭ, входящих в состав группы конструктивных элементов, является одинаковый тип сечения !!!

11/33

п. 7.1.1:


Прочность при действии изгибающего момента My (Mz) – пп. 8.2.1:



Сдвиговая прочность при действии поперечной силы Qz (Qy) – пп. 8.2.1:

SCAD 21.1.1.1 ПОСТПРОЦЕССОР «Сталь» Расчет элементов металлических конструкций Прочностные проверки по СП 16.13330.2011

12/33

момента My (Mz) и поперечной силыQz (Qy) – пп. 8.2.1:




Изгибная прочность при одновременном действии двух изгибающих моментов My и Mz – п.8.2.1:



Прочность при одновременном действии двух изгибающих моментов My и Mz и продольной силы N – п. 9.1.1:

SCAD 21.1.1.1 ПОСТПРОЦЕССОР «Сталь» Расчет элементов металлических конструкций Прочностные проверки по СП 16.13330.2011

13/33

центрально-сжатых элементов открытого сечения при изгибно-крутильной форме выпучивания – пп. 7.1.5:



Устойчивость изгибаемых элементов при потере устойчивости плоской формы изгиба – п. 8.4.1:


Устойчивость внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов по изгибной и изгибно-крутильной формам выпучивания – пп. 9.2.1...9.2.4:

SCAD 21.1.1.1 ПОСТПРОЦЕССОР «Сталь» Расчет элементов металлических конструкций Проверки устойчивости по СП 16.13330.2011

14/33

реализации (СНиП, СП)

• растянутые стержни не проверяются на прочность с учетом расчетного сопротивления по пределу прочности стали, как элементы, эксплуатация которых возможна и после достижения предела текучести;
• значения приведенных гибкостей сквозных стержней вычислены по более точным формулам табл.13 Пособия к СНиП II-23-81*;
• при вычислении коэффициента устойчивости плоской формы изгиба в запас несущей способности принято, что нагрузка имеет вид равномерно распределенной и приложена к сжатому поясу, который не закреплен в пролете от потери устойчивости.

15/33

момент
Огибающие
Балки
Стойки
Связи
Болтовые соединения
Сварные соединения
Стыки балок
Узлы сопряжений ригеля с колонной

Расчетные режимы:

Информационные режимы:

Сталь
Сортамент металлопроката
Болты

16/33

в программе

Геометрическая длина
элемента

17/33

случай нагружения
(произвольное количество
комбинаций)

18/33

2 класс – упруго-пластические деформации стали

3 класс – упругие деформации стали при отсутствии потери местной устойчивости

4 класс – потеря местной устойчивости элементов сечения

КРИСТАЛЛ 21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Главное окно программы и классы сечений

19/33

ширина” тонкой пластины с несовершенствами (по Винтеру):

“Эффективная ширина” тонкой пластины при отсутствии несовершенств (по вон Карману):

20/33

внутренних усилий необходимо выполнять только:

► для расчетных сечений, в которых происходит местная потеря устойчивости элементов сечения (стенок, полок);

► и только лишь в тех случаях, когда такая корректировка приводит к увеличению значений изгибающих моментов

Расчет “эффективных” ширин сжатых элементов сечения, учитывающих местную потерю устойчивости

21/33

пп. 6.2.3:





Прочность на сжатие при действии продольной силы N – пп. 6.2.4:

КРИСТАЛЛ 21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Прочностные проверки при осевом растяжении и сжатии

4 класс

Когда

2, 3 классы

Когда

22/33

21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Прочностные проверки при изгибе

3, 4 классы

2 класс

Сдвиговая прочность при действии поперечной силы Qz (Qy) – пп. 6.17...6.20:

4 класс

4 класс

2, 3 классы

2, 3 классы

Изгибная прочность при косом изгибе – пп. 6.2.9.3:

23/33

и поперечной силы Qz (Qy) – пп. 6.2.8:

КРИСТАЛЛ 21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Прочностные проверки на совместное действие при

Изгибная прочность при одновременном действии изгибающего момента My, продольной N и поперечной Qz сил – пп. 6.2.10:

3 класс:

2 класс:

4 класс:

24/33

и продольной силы N – пп. 6.2.9:

КРИСТАЛЛ 21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Прочностные проверки на совместное действие

3 класс:

4 класс:

2 класс:

для двутавровых сечений:

для прямоугольных труб:

25/33

сжимающей силы – пп. 6.3.1:

КРИСТАЛЛ 21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Проверки устойчивости при центральном сжатии

Несущая способность, ограниченная крутильной и изгибно-крутильной формами потери устойчивости – пп. 6.3.1:

4 класс:

4 класс:

2, 3 классы:

2, 3 классы:

26/33

выпучивания при центральном сжатии:

Изгибно-крутильная форма выпучивания при центральном сжатии:

Изгибные формы выпучивания при центральном сжатии:

27/33

при действии изгибающего момента – пп. 6.3.2.1, 6.3.2.2:

КРИСТАЛЛ 21.1.1.1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» (EN1993-1-1) Проверки устойчивости плоской формы изгиба

4 класс:

2, 3 классы:

29/33

характер эпюры изгибающего момента;

– коэффициент, учитывающий положение точки приложения нагрузки по отношению к центру сдвига;

– коэффициент, учитывающий ассиметрию сечения относительно оси большей жесткости;

– расчетная длина элемента при проверке устойчивости плоской формы изгиба (расстояние между поперечным раскреплением элемента из плоскости изгиба);

– расстояние между сечениями элемента, закрепленными от депланации

30/33

Несущая способность, ограниченная потерей общей устойчивости при одновременной действии продольной силы и моментов – пп. 6.3.3:

4 класс:

2, 3 классы:

32/33

Soft

“Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21”
Москва, 22-23 апреля 2015 г.