Задача 4. Расчет плоской рамы

(Задача из контрольных работ по строительной механике)

Цель:

• научить студента рассчитывать плоские рамы;
• продемонстрировать использование шаблона при создании геометрической расчетной схемы рамы;
• показать некоторые приемы корректировки расчетных схем;
• продемонстрировать задание врезных шарниров и численных описаний сечений стержней.

Условия задачи

Для плоской рамы (Рис. 5.4.1) требуется:

1. выполнить расчет на статические нагрузки;

2. вывести на экран деформированную схему;

3. построить эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил;

4. сравнить полученные эпюры с результатами расчета, полученными аналитическими методами.

Исходные данные: L = 10м; h = 4м; q₁ = 0; q₂ = 2КН/м; q₃= 0; P₁ = 0; P₂ = 0; P₃ = 4КН;. ; I₁ : I₂ =1 : 2; для ригелей жесткость на растяжение EA = 1×10⁸ кН, жесткость на изгиб EI_y1 = 1×10⁴ кН м²; для колонн EA = 1×10⁸ кН, EI_y2 = 2×10⁴ кН м² (при I_y1 : I_y2 = 1 : 2).

Рис. 5.4.1 Расчетная схема рамы

Методические указания

Создание расчетной схемы

1. Запуск программы. Пуск ► Программы ► Lira Soft ► Lira 10.4 ► LIRA 10.4x86 (LIRA 10.4x64).

2.В редакторе начальной загрузки «Новый проект» выберите Создать новый проекти задайте параметры проекта:

• имя – Задача 4;
• описание – Расчет плоских рам;
• тип создаваемой задачи – (2) Плоская рама(X, Z, UY).X, Z, UY – возможные линейные и угловые перемещения узлов.

Нажмите кнопку Создать.

3. Создание геометрии расчетной схемы. Схема ► Добавить пространственную раму(кнопка на панели инструментов);

· Заполните параметры шаблона для создания рамы. Шаг вдоль оси X - 5м, Повторов – 2,Число конечных элементов N – 1.Шаг вдоль оси Z - 4м, Повторов – 2, Число конечных элементов N – 1(Рис. 5.4.2).

Пояснение для параметров шаблона: 5м - Шаг разбивки (длина фрагмента шаблона вдоль соответствующей оси X,Y или Z);.2 - число повторов с заданным шагом; 1-число конечных элементов на которые разбивается заданный Шаг разбивки.

Рис. 5.4.2 Задание параметров шаблона

· Щелкните по кнопке «Использовать фрагмент».

· С помощью курсора мыши необходимо созданный фрагмент добавить к расчетной схеме. Для этого курсор мыши подведите к пересечению точечных линий на сети построений так, чтобы ось симметрии рамы совпала с вертикальной осью сети. При возникновении значка подтвердите щелчком мыши точку вставки фрагмента схемы (Рис. 5.4.3).

· Увеличение схемы. Вид ► Увеличить в окне ► Увеличить в 2 раза .

4.Вывод на экран номеров узлов. Вид ► Изменить атрибуты представления модели(кнопка на панели инструментов).

· В панели активного режима Атрибуты представления в ветке Узлы установите флажок Номер.

· В ветке Элементы установите флажок Номер.

· Уберите флажок с команды Использовать выделенные объекты.

· Уберите флажок с команды Добавить префиксы к значениям.

· Щелкните по кнопке – Назначить.

Рис. 5.4.3 Шаблон с номерами узлов и элементов

5.Корректировка схемы.

• Выделите лишний узел №5 (центральный узел рамы)(Рис. 5.4.3). Для вызова панели активного режима Параметры выбора объекта одновременно нажмите клавиши Ctlr иShift. Не отпуская их, курсором выделите лишний узел шаблона (узел окрасятся в красный цвет).
• Правка ► Удалить выделенное (кнопка на панели инструментов). Узлы удаляются вместе с прилегающими к нему элементами.
• После этого, если требуется, можно удалять или добавлять элементы, используя пункты меню Правка ► Удалить выделенноеили Схема ► Добавить элемент.
• Обратите внимание на то, что при добавлении узла, его надо связывать элементами с основной конструкцией, чтобы он не был «висячим». Это достаточно трудоемко, поэтому при создании шаблонов число узлов лучше выбирать больше (что уточняет расчет), чем меньше.

6. Назначение шарнира. «Схема ► Назначить шарниры»(кнопка на панели инструментов) (Рис. 5.4.4).

Рис. 5.4.4 Назначение врезных шарниров

• Не следует путать связи и врезные шарниры. Связи – это опоры. Они соединяют элемент с землей. В связях указываются направления, по которым запрещены перемещения. Врезные шарниры соединяют элементы. Для шарниров указываются направления, по которым разрешеныперемещения.
• Выделите элемент №9 (Рис. 5.4.3), в котором справа находится врезной шарнир. Для вызова панели активного режима Параметры выбора объекта одновременно нажмите клавиши «Ctlr иShift». Не отпуская их, двигаясь курсором, справа налево выделите элемент №9. (Элемент окрасятся в красный цвет).
• В панели активного режима «Назначить шарниры» с помощью установки флажка укажите «Направление шарнира» – «Поворот относительно оси Y (UY)».
• На этой же панели в разделе Политика назначения надо показать, что врезной шарнир примыкает ко второму (правому) узлу выделенного элемента.
• Отмечая флажком, «Индикация назначения», вы предварительно можете увидеть заданный вами шарнир , где три верхних цвета обозначают перемещение вдоль X, Y, Z. а три нижних - поворот относительно осей X, Y, Z (цвет наложенных связей отвечает цвету осей).
• После этого щелкните по кнопке «Назначить».

7. Упаковка схемы. Правка ► Упаковать модель (кнопка на панели инструментов). В окне активного режима Упаковка моделиустановите флажок.

• Щелкните по кнопке Упаковать.
• Эта команда осуществляет «сшивку» совпадающих элементов и узлов, перенумеровывает узлы и элементы, удаляет узлы, не соединяющиеся с конструкцией (узел №7на Рис. 5.4.3).

Рис. 5.4.5 Расчетная схема после корректировки и упаковки

8. Задание граничных условий. Схема ► Назначить связи(кнопка на панели инструментов).

• Выделение нижних узлов рамы, имеющих шарнирно-неподвижную опору (узлов 6,7 на Рис. 5.4.5). Для вызова панели активного режима Параметры выбора объекта одновременно нажмите клавиши Ctlr и Shift. Не отпуская их, курсором выделите нижние узлы рамы (узлы окрасятся в красный цвет).

· В панели активного режима с помощью установки флажков, отметьте те направления, по которым запрещены перемещения узлов (X –перемещение в направлении оси X,Z -перемещение в направлении оси Z). Красный цвет у узлов исчезнет. Под узлами будут изображаться связи, запрещающие линейные перемещения Цвет связей соответствует цвету оси, в направлении которой запрещено перемещение.

· Щелкните по кнопке Закрепить.

• Выделение верхних узлов рамы, имеющих шарнирно-подвижную опору (узлов 4,5 на Рис. 5.4.5). Для вызова панели активного режима Параметры выбора объекта одновременно нажмите клавиши Ctlr и Shift. Не отпуская их, курсором выделите верхние узлы рамы (узлы окрасятся в красный цвет).

· В панели активного режима Назначить связи с помощью установки флажка, отметьте то направление, по которому запрещено перемещение узлов (X –перемещение в направлении оси X). Красный цвет у узлов исчезнет.

· Щелкните по кнопке Закрепить.

9. Задание сечений. Редакторы ► Редактор сечений/жесткостей(кнопка на панели инструментов).

· Из категории Специальные сечения в раскрывающемся списке выберите тип сечения Численное описание сечения стержня(на экран выводится панель для задания геометрических размеров выбранного типа сечения).

· На панели активного режима в описании пометьте ригели.

· Поставьте галочку около команды Задавать жесткостные характеристики.

· Задайте параметры сечения в экспоненциальной форме: жесткость на растяжение EA = 1×10⁸ (1e8)кН, жесткость на изгиб EI_y1 = 1×10⁴ (1e4)кН*м² (Рис. 5.4.6). Буква e набирается в латинском алфавите.

Рис. 5.4.6 Панель Численное описание сечения стержня

· Аналогично из категории Специальные сечения в раскрывающемся списке выберите еще раз тип сечения Численное описание сечения стержня.

· На панели активного режима в описании пометьте колонны.

· Поставьте галочку около команды Задавать жесткостные характеристики.

· Задайте параметры сечений колонн в экспоненциальной форме: жесткость на растяжение EA = 1×10⁸ (1e8)кН, жесткость на изгиб EI_y1 = 2×10⁴ (1e4)кНм². Буква e набирается в латинском алфавите.

· Для выхода из Редактора сечений/жесткостей щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

10. Назначение сечений элементам расчетной схемы. Конструирование ► Назначить сечение, материал и параметры конструирования (кнопка на панели инструментов).

· На панели активного режима Назначить жесткости в Параметрах назначения укажите радио-кнопкой Использовать сечение.

· Выберите в Доступных сечениях 1. EA, EIy, EIz. «ригели» .

· Выделите курсором горизонтальные элементы рамы, нажав кнопки Ctlr и Shift.

· Нажмите кнопку Назначить.

· Аналогично выделите вертикальные элементы рамы. В Доступных сечениях выберите 2. EA, EIy, EIz. «колонны» и нажмите на кнопку Назначить.

11. Формирование загружений. Редакторы ► Редактор загружений(кнопка н а панели инструментов).

· На панели активного режима щелкните по закладке Добавить загружение и в раскрывающемся списке выберите Статическое загружение.

· Для выхода из вкладки Редактор загружений щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

12. Назначение нагрузок. Схема ► Назначить нагрузки (кнопка на панели инструментов).

· Выделите курсором правый горизонтальный элемент рамы, нажав кнопки Ctlr и Shift.

· В панели активного режима Добавление нагрузок кликните на выпадающей список Библиотека нагрузок ► Нагрузки на стержень ► Равномерно распределенная сила (по умолчанию указана система координат Глобальная, направление – вдоль оси Z).

· В панели Равномерно распределенная сила задайте интенсивность нагрузки Р = 2 кН/м.

· Щелкните по кнопке Назначить.

· Красный цвет у элементов исчезнет, и на экране появятся стрелки, изображающие распределенную силу.

• Сила считается положительной, если она направлена вниз, т.е. в сторону противоположную оси Z.

· Выделите курсором левый нижний элемент рамы, нажав кнопки Ctlr и Shift.

· В панели активного режима Добавление нагрузок кликните на выпадающей список Библиотека нагрузок ► Нагрузки на стержень ► Сосредоточенная сила (по умолчанию указана система координат Глобальная).

· Радио-кнопкой укажите направление силы – вдоль оси X (Рис. 5.4.7).

· На панели Сосредоточенная сила задайте расстояние от первого узла A = 2ми величину силы Р = 4 кН(Рис. 5.4.8). Элемент вновь станет белым и на экране появится стрелка, изображающая сосредоточенную силу.

· Нажмите на кнопку Назначить.

Рис. 5.4.7 Панель «Назначить нагрузки»

Рис. 5.4.8 Расчетная схема балки

13. Статический расчет. Расчет ► Выполнить расчет (кнопка на панели инструментов).

• Параметры расчета оставьте по умолчанию и нажмите на кнопку Запустить расчет (Рис. 5.4.9). Фон экрана станет черным, но потом снова появится Ваша расчетная схема на белом фоне. Если расчетная схема не появляется и в левом нижнем углу будет надпись «Задание не выполнено», для поиска ошибок надо выполнить действия, описанные в разделе 3( Диагностика ошибок).

Рис. 5.4.9 Панель активного режима Параметры расчета

• Если включена галочка Переходить в результаты после успешного расчета, переход в режим результатов расчета осуществляется автоматически.

· Перейти в режим результатов расчета можно с помощью меню Расчет ► Результаты расчета (кнопка на панели инструментов).

· В режиме просмотра результатов расчета по умолчанию расчетная схема отображается не деформированной.

14. Просмотр схемы деформирования. Результаты ► Деформированная схема(Рис. 5.4.10).

Рис. 5.4.10 Деформированная схема

Верните исходную схему. Результаты ► Исходная схема.

Оформление отчета

15. Приведите в отчете расчетную схему рамы с номерами узлов.

16. Представьте исходные данные в отчете.

17. Выведите на экран и представьте в отчете эпюру изгибающих моментов M_y, указав значения ординат (Рис. 5.4.11).

· Результаты ► Результаты по стержням(кнопка на панели инструментов)► Эпюра M_y .

• Вид ► Изменить атрибуты представления модели (кнопка на панели инструментов)► Элементы ► Значения с мозаики.

Убирать галочки с тех команд, которые выбраны по умолчанию не рекомендуется.

Рис. 5.4.11 Эпюра изгибающих моментов M_y

18. Выведите на экран и представьте в отчете эпюру поперечных сил Q_z, указав значения ординат.

· Для выбора эпюры Q_zщелкните по кнопке Q_z на панели активного режима (Рис. 5.4.12);

Рис. 5.4.12 Эпюра поперечных сил Q_z

19. Выведите на экран и представьте в отчете эпюру продольных сил N, указав значения ординат.

· Для выбора эпюры Nщелкните по кнопке N на панели активного режима (Рис. 5.4.13);

Рис. 5.4.13 Эпюра продольных сил N

20.Сравнить полученные эпюры с результатами, полученными аналитическим методом в строительной механике.

Самостоятельная работа к заданию 4. Расчет плоской рамы

Для плоской рамы (Рис. 5.4.14) требуется:

1. выполнить расчет на статические нагрузки;

2. вывести на экран деформированную схему;

3. построить эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил;

4. сравнить полученные эпюры с результатами расчета, полученными аналитическими методами.

Исходные данные: l = 3м; h = 4м; q= 1.3 кН/м;

P = 1.8 кН; J₁ - жесткость на растяжение EA = 1×10⁸ кН, жесткость на изгиб EI_y1 = 1×10⁴ кН*м²; J₂ - жесткость на растяжение EA = 1.5×10⁸ кН, жесткость на изгиб EI_y1 = 2×10⁴ кН*м²; J₃ - жесткость на растяжение EA = 2×10⁸ кН, жесткость на изгиб EI_y1 = 3×10⁴ кН*м²

Рис. 5.4.14 Расчетная схема рамы

Задача 5. Расчет плиты

Цель:

• продемонстрировать процедуру построения расчетной схемы плиты;
• научить студента задавать поперечные сечения плоских конечных элементов и изотропныематериалы;
• показать технику задания нескольких нагружений для одной расчетной схемы и составления РСУ;
• представить табличнуюформу вывода результатов.

Условие задачи.

Для бетонной плиты (Рис. 5.5.1), размером 6 х 3 м и толщиной 15см, требуется:

1. выполнить расчет плиты на статические нагрузки для трех случаев загружения (Рис. 5.5.2);
2. вывести на экран деформированные схемы и изополя перемещений по направлению Z;
3. определить наибольшие значения прогибов пластины для всех случаев нагружения;
4. вывести на экран изополя погонных изгибающих моментов M_x и поперечных сил Q_x.;
5. определить наибольшие значения погонных изгибающих моментов M_x и поперечных сил Q_x.;
6. составить таблицу Расчетных сочетаний усилий (РСУ) и произвести расчет РСУ;
7. для среднего элемента плиты просмотреть результаты РСУ, и определить, при каких сочетаниях усилий получены наибольшие значения M_x и Q_x;
8. произвести аналитическую проверку полученных результатов.

Рис. 5.5.1 Бетонная плита

Короткие стороны плиты оперты по всей длине. Длинные стороны плиты – свободны.

Заданные нагрузки:

· загружение 1 – собственный вес (Рис. 5.5.2, а);

· загружение 2 – сосредоточенные силы Р = 10кН и Р₁ = 5кН приложенные к срединным узлам плиты параллельным короткой стороне (Рис. 5.5.2, б);

· загружение 3 – сосредоточенные моменты М = 10кН*м и М₁ = 5кН*м, приложенные к коротким сторонам плиты (Рис. 5.5.2, в).

Расчет производится для сетки 12 х 6. Материал плиты – бетон БД (B25). Модуль упругости E = 3∙10⁷ кН/м²; коэффициент Пуассона m = V = 0.2; удельный вес материала плиты g = R_o = 24,5 кН/м³.

а)

б)

в)

Рис. 5.5.2 Схемы нагружения плиты:

а) Собственный вес; б) Сосредоточенные силы; в) Сосредоточенные моменты.

Методические указания

Создание расчетной схемы

1. Запуск программы. Пуск ► Программы ► Lira Soft ► Lira 10.4 ► LIRA 10.4x86 (LIRA 10.4x64).

2.В редакторе начальной загрузки «Новый проект» выберите Создать новый проекти задайте параметры проекта:

· имя – Задача 5;

· описание – Расчет плиты;

· тип создаваемой задачи – (3) Плоская плита или ростверк (Z, UX, UY). Z, UX, UY - возможные линейные и угловые перемещения узлов.

· Нажмите кнопку Создать.

3.Создание геометрии расчетной схемы. Схема ► Добавить фрагмент плоской плиты (кнопка на панели инструментов);

· Заполните параметры шаблона для создания плиты. Шаг вдоль оси X - 6м, Повторов – 1,Число конечных элементов N – 12.Шаг вдоль оси Y - 3м, Повторов – 1,Число конечных элементов N – 6(Рис. 5.5.3);

Рис. 5.5.3 Задание параметров плиты

· Щелкните по кнопке - Использовать фрагмент;

· С помощью курсора мыши созданный фрагмент добавьте к расчетной схеме. Для этого курсор мыши подведите к пересечению точечных линий на сети построений (это точка (0;0;0) глобальной системы координат) и при возникновении значка подтвердите щелчком мыши точку вставки фрагмента схемы;

· Измените параметры сети построения, нажав на кнопку Сеть в левом нижнем углу экрана. Поставьте Шаг – 0.5, Количество – 12;

· Увеличьте расчетную схему. Вид ► Увеличить в окне (кнопка на панели инструментов) ►.Увеличить в 2 раза .

4. Задание граничных условий. Схема ► Назначить связи(кнопка на панели инструментов).

• Нажав одновременно на кнопки Ctlr и Shift, выделите курсором все узлы на коротких сторонах плиты (Рис. 5.5.3). Узлы окрасятся в красный цвет.

· Так как закрепление шарнирное, в панели активного режима Назначить связи, с помощью установки флажка, запретите перемещение в направлении оси Z. Красный цвет у узлов исчезнет. Под узлами будут изображаться связи, запрещающие линейные перемещения Цвет связей (красный), соответствует цвету оси Z, в направлении которой запрещено перемещение.

· Щелкните по кнопке Закрепить.

5. Задание сечений. Редакторы ► Редактор сечений/жесткостей (кнопка на панели инструментов) ►Сечения плит► Пластина.

· В панели Сечения плитзадайте толщину пластины h = 15см(Рис. 5.5.4).

Рис. 5.5.4 Задание сечений

· Чтобы увидеть, что в списке сечений изменилась толщина, надо щелкнуть курсором по левой части окна активного режима Сечения

.

· Для выхода из Редактора сечений/жесткостей щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

6. Задание материала. Редакторы ► Редактор материалов (кнопка на панели инструментов).

· Выберите из категории Линейный материал ► Изотропный материал.

• Задайте: модуль упругости E = 3∙10⁷ КПа (3E7);коэффициент Пуассона Nu = = 0.2; объемный вес g = 24,5 кН/м³ (Рис. 5.5.5). Буква E набирается в латинском алфавите.

· Для выхода из Редактора материалов щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

Рис. 5.5.5 Задание материала

7. Назначение сечений и материалов элементам расчетной схемы. Конструирование ► Назначить сечение, материал и параметры конструирования (кнопка на панели инструментов ).

· Выделение всех элементов плиты. Выбор ► Выбрать все узлы и элементы(Ctrl+A).

· На панели активного режима Назначить жесткости в Параметрах назначения укажите радио-кнопкой Использовать сечение и материал.

· Затем выберите в Доступных сечениях – 1. Пластина (0.15), в Доступных материалах – 1. Линейно-изотропный материал (Рис. 5.5.6).

· Нажмите кнопку Назначить.

Рис. 5.5.6 Назначение жесткости

8. Формирование загружений. Редакторы ► Редактор загружений(кнопка н а панели инструментов).

· На панели активного режима щелкните по закладке Добавить загружение и добавьте 3 статических загружения.

• Выберите нормы проектирования из выпадающего списка ► .
• Затем делая поочередно активными загружения зададим: для Статического загружения 1 выберем: Вид загружения ► Постоянное; для Статического загружения 2 выберем: Вид загружения ► Длительное; для Статического загружения 3 выберем: Вид загружения ► Кратковременное.

· Щелкните в левой части панели Загружения на Библиотеку загружений .

· В правой части панели Загружения в окне Параметров загружения выберите Объединяемые перемещения

.

· Для выхода из вкладки Редактор загружений щелкните мышкой по вкладке Главный вид.

9. Назначение нагрузок. Схема ► Назначить нагрузки (кнопка на панели инструментов).

Формирование загружения №1. Выберите 1. Статическое загружение

.

· Выделение всех элементов балки. Выбор ► Выбрать все узлы и элементы(Ctrl+A). Узлы и элементы примут красный цвет.

· В панели активного режима Добавление нагрузок кликните на выпадающей список Библиотека нагрузок ► Собственный вес: ► Собственный вес

.

• Щелкните по кнопке Назначить. Элементы автоматически загружаются нагрузкой собственного веса. Красный цвет у элементов исчезнет, и на экране появятся стрелки, изображающие распределенную силу, соответствующую собственному весу плиты. Сила считается положительной, если она направлена вниз, т.е. в сторону противоположную оси Z.

· Для того, чтобы увидеть распределенную нагрузку на экране, представьте плиту в аксонометрической проекции Вид ► Вращать модель ► Дополнительный вид(Рис. 5.5.2, а).

· Формирование загружения №2. Смена номера загружения. Выберите 2. Статическое загружение .

Выделите курсором два узла, находящихся в серединах длинных сторон пластины, параллельных оси X (Рис. 5.5.2, б). Назначить нагрузки ► Библиотека нагрузок ►Нагрузки на узел► Сосредоточенная сила ► Р₁ = 5 кН ► Назначить.

Выделите курсором остальные срединные узлы, расположенные параллельно оси Y (Рис. 5.5.2, б). Назначить нагрузки ► Библиотека нагрузок ►Нагрузки на узел► Сосредоточенная сила ► Р = 10 кН ►Назначить

· Формирование загружения №3. Смена номера загружения. Выберите 3. Статическое загружение .

• Выделите узлы, находящиеся на левых углах пластины (Рис. 5.5.2, в). Назначить нагрузки ► Библиотека нагрузок ►Нагрузки на узел► Сосредоточенный момент► М₁ = -5 кН*м ► Направление ►Назначить.
• Выделите остальные узлы левой короткой стороны пластины (Рис. 5.5.2, в). Приложите к ним сосредоточенные моменты М = -10 кН*м.
• Задание симметричных сосредоточенных моментов для правой стороны плиты (Рис. 5.5.2, в). К правой короткой стороне плиты приложите такие же по величине моменты, как и к левой стороне, но противоположные по знаку (отрицательные) М₁ = 5 кН*м, М = 10 кН*м.

10. Статический расчет. Расчет ► Выполнить расчет (кнопка на панели инструментов).

Параметры расчета оставьте по умолчанию и нажмите на кнопку Запустить расчет .

• Если включена галочка Переходить в результаты после успешного расчета, переход в режим результатов расчета осуществляется автоматически.

· Перейти в режим результатов расчета можно с помощью меню Расчет ► Результаты расчета (кнопка на панели инструментов).

· В режиме просмотра результатов расчета по умолчанию расчетная схема отображается не деформированной.

Оформление отчета

11.Представьте в отчете расчетную схему плиты, указав величины нагрузок, геометрические размеры и жесткостные характеристики.

12. Просмотр схем деформирования для трех случаев нагружения. Результаты ► Деформированная схема .

• Смена номера текущего загружения производится на панели инструментов в выподающем списке Статическое загружение.

· Верните исходную схему. Результаты ► Исходная схема .

13. Выведите на экран изополя перемещений по направлению Z для всех случаев нагружения. Результаты ► Результаты по узлам ► .

• Внесите в отчет наибольшие по абсолютной величине значения прогиба.

14. Выведите на экран изополя погонных изгибающих моментов M_x.и поперечных сил Q_x для трех случаев загружения (Рис. 5.5.7). Результаты ► Результаты по пластинам ► Напряжение (Mx) или (Q_x) (кнопка на панели инструментов, а затем или на панели активного режима).

Загружение 1

Загружение 2

Загружение 3

Рис. 5.5.7 Изополя изгибающих моментов и поперечных сил.

На Рис. 5.5.7 слева представлены изополя M_x , справа Q_x.

15. Формирование и просмотр таблиц результатов расчета внутренних силовых факторов. Результаты ► Таблицы результатов(кнопка на панели инструментов);

· Нажав кнопки Ctlr и Shift, выделите курсором один из средних элементовплиты. По умолчанию отметка узлов и элементов выполняется с помощью прямоугольной рамки. При движении рамки налево элементы и узлы выделяются полным попаданием либо касанием, а при движении рамки направо только полным попаданием.

· В боковой панели Формирования таблиц выделите название таблицы Усилия в пластинчатых элементах (указав для выделенных элементов) (Рис. 5.5.8) и нажмите на кнопку Сформировать.

Рис. 5.5.8 Формирование таблиц результатов

· Полученная таблица Усилия в пластинчатых элементахотобразится в нижней части экрана (Рис. 5.5.9);

· Выпишите значения погонных M_x и Q_x для всех случаев нагружения и занесите их в отчет.

Рис. 5.5.9 Внутренние силовые факторы в элементе 34

16. Формирование и просмотр таблиц результатов расчета РСУ. Результаты ► Таблицы результатов(кнопка на панели инструментов);

· В боковой панели Формирования таблиц выделите название таблицы РСУ в пластинах(указав для выделенных элементов) (Рис. 5.5.10) и нажмите на кнопку Сформировать.

· Выпишите и занесите в отчет наибольшие значения M_x и Q_x . Укажите для каких загружений они вычислялись.

Рис. 5.5.10 Внутренние силовые факторы в элементе 34

при каких сочетаниях нагрузок он получен.

17. Произвести аналитический расчет M_x, Q_x и наибольшего перемещения по оси Z для всех случаев нагружения.

· Т.к. изгиб цилиндрический, плиту можно заменить балкой единичной ширины, лежащей на двух опорах, имеющей цилиндрическую жесткость . Нагрузки, в аналитическом расчете, надо также задавать погонные (т.е. на единицу длины): интенсивность погонной распределенной нагрузки от собственного веса ; погонная сила ; погонный момент . Эпюры изгибающих моментов приведены на Рис. 5.5.11.

Рис. 5.5.11 Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил

· Выписать наибольшие значения погонного изгибающего момента M_x, погонной поперечной силы Q_x и наибольшего перемещения по оси Z для всех случаев нагружения, полученные аналитически.

Самостоятельная работа к заданию 5. Расчет плиты

Для бетонной плиты (Рис. 5.5.12) требуется:

1. выполнить расчет плиты на статические нагрузки для трех случаев загружения.
2. вывести на экран деформированные схемы и изополя перемещений по направлению Z;
3. определить наибольшие значения прогибов пластины для всех случаев нагружения;
4. вывести на экран изополя погонных изгибающих моментов M_x и поперечных сил Q_x.;
5. определить наибольшие значения погонных изгибающих моментов M_x и поперечных сил Q_x.;
6. составить таблицу Расчетных сочетаний усилий (РСУ) и произвести расчет РСУ;
7. для среднего элемента плиты просмотреть результаты РСУ, и определить, при каких сочетаниях усилий получены наибольшие значения M_x и Q_x;
8. произвести аналитическую проверку полученных результатов.

Рис. 5.5.12 Бетонная плита

Короткие стороны плиты оперты по всей длине. Длинные стороны плиты – свободны. Шаг сети КЭ-0.5 м. Материал плиты – бетон B35.

Заданные нагрузки:

· загружение 1 – собственный вес;

· загружение 2 – сосредоточенные силы Р иР₁ приложенные к срединным узлам плиты параллельным короткой стороне, нагрузка Р₁ приложена к крайним узлам;

· загружение 3 – сосредоточенные моменты М и М₁, приложенные к коротким сторонам плиты, сосредоточенный момент М₁ приложен к крайним узлам.

Таблица 5.5.1

Наши рекомендации

Статический расчет плоской поперечной рамы

Задача С3. Определение усилий в стержнях плоской фермы

Задача № 38. Расчет балки или рамы на ударную нагрузку

Пограничный слой при обтекании несжимаемой жидкостью плоской пластинки. Задача Блязиуса

Задача о плоской ламинарной затопленной струе

Задача 2. Конвективный теплообмен при вынужденном продольном обтекании плоской поверхности

Расчет плоской статически неопределимой рамы методом сил

Задача 3. Расчет плоской фермы

Расчет плоской статически неопределимой рамы методом сил

Расчет поперечной рамы здания. Расчетные схемы рам. Определение усилий в элементах рамы. Учет пространственной работы каркаса здания

← Предыдущая страница | Следующая страница →

№ варианта	l, м	b, м	h, м	Р, кН	Р1, кН	М, кН*м	М1, кН*м