Расчет оболочек и плит, подкреплённых рёбрами

При расчете оболочек и плит, подкреплённых ребрами, всегда возникает проблема, какая часть плиты или оболочки включается в работу ребра. Если моделировать ребро стержнем таврового сечения, то возникает вопрос о ширине полки такого стержня. Существует рекомендация о том, что каждый свес полки не должен превышать 6h (см. рис.9.12.а.)

Эта рекомендация достаточно расплывчата, т.к. предполагает равномерное включение плиты на участке 12h в работу ребра. В действительности распределение мембранных усилий в плите имеет вид, представленный на рис.9.12.б.

ПК ЛИРА позволяет получить точное решение задачи (в рамках точности дискретизации) на основе следующего приема.

Рис.9.12

Собственно плита моделируются конечными элементами оболочки, способными воспринимать мембранную группу усилий. Расчетные узлы располагаются только в срединной поверхности оболочки. Между ребрами должны быть несколько узлов (рис.9.13), чтобы смоделировать неравномерное распределение мембранных усилий между ребрами.

Рёбра моделируются стержнем общего вида с сечением b hр и подвешиваются на абсолютно жёстких вставках к расчетным узлам.

Рис.9.13

Задание весов масс и динамических воздействий

Допускаются следующие способы задания весов масс.

1. Задание распределенных весов масс на элементы. При расчете происходит автоматический сбор весов масс в узлы расчетной схемы.

2. Задание весов масс в узлы как сил, действующих в заданном направлении. В этом случае пользователь самостоятельно назначает узлы схемы, в которые будут приложены эти силы, вычисляет их самостоятельно и задает направление их действия.

3. Формирование весов масс из статического загружения, описанного ранее. При этом, как и в случае 1, происходит автоматизированный сбор весов масс в узлы. Однако веса масс будут собраны только из тех нагрузок статического загружения, которые действуют вдоль оси Z.

Допускается применение всех способов в одном и том же загружении.

Загружения сейсмическим и ветровым пульсационным воздействиями описываются при помощи задания лишь весов масс.

Для загружений ударным, импульсивным и гармоническим воздействиями кроме весов масс необходимо задать еще и характеристики и направления этих воздействий в узлах, где они приложены.

При расчете на импульсивную и ударную нагрузки задаются:

Q - вес дополнительной массы, приходящей в узел. Задается Q=0, если используется автоматический сбор, и Q¹0, если возникает необходимость применить способ 3 или внести коррективы в какой-либо узел при автоматическом распределении сборе.

Р - величина силы импульса или удара, усредненная в зависимости от формы по табл.9.2;

f - номер формы импульса или удара по табл. 9.2;

τ — продолжительность действия импульсивного или ударного воздействия (сек);

То - период повторения действия импульсивного или ударного воздействия (сек);

n - количество повторений.

При расчете на гармонические воздействия:

Q — задается аналогично импульсивному воздействию;

Р — амплитудное значение силы внешнего гармонического воздействия в данном узле ;

SC —признак, указывающий закон действия гармонического воздействия: косинуса или синуса;

b - сдвиг фазы (рад).

Если в одной и той же задаче требуется произвести расчет на несколько разнородных динамических загружений и при этом величины веса масс заданы одинаково, то решение задачи на собственные значения производится только один раз для первого из этих загружений. Периоды и формы собственных колебаний будут неизменными и для оставшихся загружений.

Таблица 9.2.
Форма импульса или удара

Сбор нагрузок на фундаменты

Эта процедура может быть выполнена автоматически при помощи системы ФРАГМЕНТ. Исходными данными служат номера узлов, в которых требуется вычислить нагрузки, номера элементов, входящих в эти узлы, а также угол поворота вокруг оси Z, если, например, оси инерции колонн не совпадают с осями фундаментов под них.