Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office

Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21 Москва, 22 -23 апреля 2014 г. Реализация европейских норм для расчета металлических конструкций в среде SCAD Office Юрченко В. В. , к. т. н. старший научный сотрудник SCAD Soft

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчет элементов металлических конструкций по EN 1993 -1 -1 Главное окно программы Информационные режимы программы: n n n Сталь Сортамент металлопроката Болты Расчетные режимы программы: n n n Геометрические характеристики Сопротивление сечений Критический момент Огибающие Балки Стойки Связи Болтовые соединения Сварные соединения Стыки балок Узлы сопряжений ригеля с колонной Москва, 22 -23 апреля, 2014 2

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» Главное окно режима и классы сечений § 1 класс – “полный шарнир” § 2 класс – упругопластические деформации стали § 3 класс – упругие деформации стали при отсутствии потери местной устойчивости § 4 класс – потеря местной устойчивости элементов сечения Москва, 22 -23 апреля, 2014 3

КРИСТАЛЛ 21. 1 Учет закритический работы элементов конструкций Концепция «эффективной ширины» элементов сечений Москва, 22 -23 апреля, 2014 4

КРИСТАЛЛ 21. 1 Учет закритический работы элементов конструкций Концепция «эффективной ширины» элементов сечений n Критические напряжения потери устойчивости Эйлера: гибкость элемента сечения: “Эффективная ширина” тонкой пластины при отсутствии несовершенств (по вон Карману): n n “Эффектиная ширина” тонкой пластины с несовершенствами (по Винтеру): Москва, 22 -23 апреля, 2014 5

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» Прочностные проверки по EN 1993 -1 -1 § Прочность на растяжение при действии продольной силы N – пп. 6. 5, 6. 6: § Прочность на сжатие при действии продольной силы N – пп. 6. 9, 6. 10, 6. 11: § Изгибная прочность при действии момента My (Mz) – пп. 6. 12. . . 6. 15: § Сдвиговая прочность при действии поперечной силы Qz (Qy) – пп. 6. 17. . . 6. 20: Москва, 22 -23 апреля, 2014 6

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» Прочностные проверки по EN 1993 -1 -1 § Изгибная прочность при одновременном действии изгибающего момента My (Mz) и поперечной силы Qz (Qy) – пп. 6. 12. . . 6. 15, 6. 29, 6. 30: § Изгибная прочность при одновременном действии изгибающего момента My (Mz) и продольной силы N – пп. 6. 12. . . 6. 15, 6. 36. . . 6. 44: § §Изгибная прочность при одновременном действии изгибающих моментов My и Mz, продольной N и поперечных Qz и Qy сил – пп. 6. 12. . . 6. 15, 6. 36. . . 6. 45: - уменьшенная граница текучести Москва, 22 -23 апреля, 2014 7

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» Проверки устойчивости по EN 1993 -1 -1 § Несущая способность, ограниченная изгибной формой потери устойчивости при действии сжимающей силы – пп. 6. 46. . . 6. 51: § Несущая способность, ограниченная крутильной и изгибно-крутильной формами потери устойчивости – пп. 6. 46. . . 6. 49, 6. 52, 6. 53: § Несущая способность, ограниченная потерей устойчивости плоской формы изгиба при действии изгибающего момента – пп. 6. 54. . . 6. 56: § Несущая способность, ограниченная потерей устойчивости при одновременной действии продольной силы и моментов – пп. 6. 61. . . 6. 62: Москва, 22 -23 апреля, 2014 8

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Критический момент» Главное окно режима Москва, 22 -23 апреля, 2014 9

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» Вычисление критического момента § коэффициент, учитывающий характер эпюры изгибающего момента § коэффициент, учитывающий положение точки приложения нагрузки по отношению к центру сдвига коэффициент, учитывающий ассиметрию сечения относительно оси большей жесткости § § параметр ассиметрии: Москва, 22 -23 апреля, 2014 10

КРИСТАЛЛ 21. 1 Расчетный режим «Сопротивление сечений» Вычисление критического момента Москва, 22 -23 апреля, 2014 11

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Главное окно программы n n Объект проектирования –конструкция узла определенного типа Задача – автоматизированный подбор неизвестных параметров конструкции узла при удовлетворении ограничений несущей способности ее элементов согласно EN 1993 -1 -8, а также конструктивных и сортаментных ограничений Информационные режимы программы: n n n Сталь Сортамент металлопроката Болты Расчетные режимы программы: n n n Жесткие базы колонн Шарнирные базы колонн Стыки балок Узлы сопряжений ригелей с колоннами Узлы ферм Москва, 22 -23 апреля, 2014 12

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Технология работы с программой Задание исходной информации Генерирование чертежа узла стадии КМ Гибкое корректирование проектного решения Подбор рационального проектного решения Проверка несущей способности Москва, 22 -23 апреля, 2014 13

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчет сварных соединений Конструктивные ограничения Критерии обеспечения несущей способности Прямой метод EN Упрощенный метод EN Нормальные напряжения, ориентированные перпендикулярно расчетной плоскости сварного шва Касательные напряжения, лежащие в расчетной плоскости сварного шва и направленные перпендикулярно его продольной оси Касательные напряжения, лежащие в расчетной плоскости сварного шва и направленные параллельно его продольной оси Москва, 22 -23 апреля, 2014 14

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетные модели фланцевых соединений Виды исчерпания несущей способности: n n n Разрушение болтов; Разрушение болтов с частичным развитием пластических деформаций во фланце; Развитие пластические деформации во фланце. Москва, 22 -23 апреля, 2014 15

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Учет реальной жесткости узлов Москва, 22 -23 апреля, 2014 16

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Основы программной реализации Математическая модель объекта проектирования: Внутренние параметры: - управляемые: Система ограничений (ограничения несущей способности конструктивных элементов узла, сортаментые и конструктивные ограничения) - подчиненные: Параметры состояния: Набор входящих параметров: управляемые параметры конструкции узла (диаметр болтов, количество рядов болтов, толщина фланца) и подчиненные параметры Управляемые параметры Методы нахождения отклика объекта проектирования Набор исходящих параметров (параметров состояния): коэффициенты использования ограничений несущей способности Москва, 22 -23 апреля, 2014 17

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций Основы программной реализации Кнопка «Проектирование» (все параметры конструкции узла не определены): § Целенаправленное многократное улучшение некоторого начального проектного решения конструкции узла в сторону удовлетворения ограничений несущей способности с учетом конструктивных и сортаментых ограничений Кнопка «Вычислить» (все параметры конструкции узла заданы): § Проверка конструктивных ограничений и ограничений сортамента § Вычисление коэффициентов использования ограничений несущей способности Москва, 22 -23 апреля, 2014 18

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Жесткие базы колонн» Типы конструкций узлов жестких баз колонн Признак предельного состояния загружения Общий случай загружения колонны Несколько расчетных комбинаций нагружения Управляемые параметры Москва, 22 -23 апреля, 2014 19

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Жесткие базы колонн» Ввод исходных данных: сечение колонны, марки стали колонны и опорной плиты, класс бетона, тип и толщина подливки Учет специфики болтовых и сварных соединений Москва, 22 -23 апреля, 2014 20

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Жесткие базы колонн» (пример расчета) Москва, 22 -23 апреля, 2014 21

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Шарнирные базы колонн» Ввод исходных данных: сечение колонны, марки стали колонны и опорной плиты, класс бетона, тип и толщина подливки Управляемые параметры Типы конструкций узлов шарнирных баз колонн Москва, 22 -23 апреля, 2014 22

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Шарнирные базы колонн» Возможность учета специфики болтовых соединений Несколько расчетных комбинаций нагружений Две компоненты поперечных усилий Москва, 22 -23 апреля, 2014 23

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Шарнирные базы колонн» (пример расчета) Москва, 22 -23 апреля, 2014 24

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Стыки балок» Монтажный стык балок на накладках Монтажные стыки балок на фланцевых соединениях Управляемые параметры Москва, 22 -23 апреля, 2014 25

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Стыки балок» Признак предельного состояния Общий случай загружения Ввод исходных данных: сечение балок и марки стали Учет специфики болтовых и сварных соединений Москва, 22 -23 апреля, 2014 26

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Стыки балок» (пример расчета 1) Москва, 22 -23 апреля, 2014 27

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Стыки балок» (пример расчета 2) Москва, 22 -23 апреля, 2014 28

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Сопряжение ригеля с колонной» Типы конструкций узлов сопряжений Признак предельного состояния Общий случай загружения Управляемые параметры Несколько расчетных комбинаций загружения Москва, 22 -23 апреля, 2014 29

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Сопряжение ригеля с колонной» Ввод исходных данных: сечение колонны и ригеля, марки стали колонны и ригеля, оребрение и усиление стенки колонны Учет специфики болтовых и сварных соединений Москва, 22 -23 апреля, 2014 30

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Сопряжение ригеля с колонной» (пример 1) Москва, 22 -23 апреля, 2014 31

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Сопряжение ригеля с колонной» (пример 2) Москва, 22 -23 апреля, 2014 32

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Узлы ферм» (из уголков) Москва, 22 -23 апреля, 2014 33

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Узлы ферм» (из труб) Москва, 22 -23 апреля, 2014 34

КОМЕТА 11. 5. 1. 1 Расчет узлов металлических конструкций по EN 1993 -1 -8 Расчетный режим «Узлы ферм» (из уголков) (пример расчета) Москва, 22 -23 апреля, 2014 35

Расчет и проектирование конструкций в среде SCAD Office 21 Москва, 22 -23 апреля 2014 г. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ Юрченко В. В. , к. т. н. старший научный сотрудник SCAD Soft