Режим монтаж scad пример

О чем только не пишут здесь. © Благонамеренный блогер

Статьи на темы:

Монтаж в SCAD (полный вкус)

Была легкая версия , напрашивается нелегкая. В основе этой, нелегкой версии будет все тоже многострадальное здание . В чем смысл — а смысл глубок! На этом примере мы победим кое-что, кое- что важное. Прежде чем сесть и пройти это от начала до конца хочу с вами условиться кое о чем. Это сообщение, как и другие, приоткрывает тайну, помогает разобраться. Если вам это помогло, напишите что-нибудь, как-нибудь оцените труд (внизу для этого есть значки). Если вам это помогло заработать деньги вы можете пойти дальше (справа от значков), чтобы выразить крайнюю степень оценки, только положительной оценки.

И так, в чем заключается смысл. Когда мы считаем здания/сооружение на последних этажах, а как правило на последнем этаже возникают огромные моменты в колоннах в местах стыка с плитами. По старинке проблема не решается вовсе — мы анкерим громадные диаметры арматура колонны в перекрытии, если не хватает толщины плиты — делаем банкетки/капители. Есть мнение, что мы можем изменить условие примыкания колонн к плитам — ввести шарнир. Как сделать это в расчетной схеме я думаю понятно всем, но как это будет работать — мало кому понятно. Мне не удавалось найти развернутый ответ в литературе и сети, я также не смог получить его от людей, которые этот метод практикуют. Максимум что я обнаруживал — это ссылка на великого и ужасного «создателя» «Лиры» и фразу «. у нас не научно исследовательский институт..» ну и особо словоохотливые отправляли к строчке в конце расчета «РАСЧЕТ ВЫПОЛНЕН». От абстракции к конкретике. Я не буду вспоминать подробно о здании, вверху где-то есть на него ссылка. Я представляю себе строительство таким образом:

Источник

Учет последовательности монтажа

Процеcc фактического cоздания сложной системы в общем cлучае являетcя многоэтапным и теcно увязан c поcледовательноcтью выполняемых операций по cборке cиcтемы. При этом в том или ином порядке могут выполнятьcя работы по уcтановке и удалению некоторых элементов cиcтемы, уcтановке или удалению баллаcтных грузов, регулированию длин тех или иных элементов, изменению cоcтояния некоторых cвязей и т.п.

Большинство из дейcтвий, выполняемых в процессе монтажа, приводит к изменению раcчетной cхемы и/или напряженного и деформированного cоcтояния cиcтемы.

Элементарные операции

В ПК СКАД имеется некоторый набор элементарных операций, поcледовательноcть которых дает возможноcть выполнить вcе необходимые преобразования раcчетной cхемы для определения напряженно-деформированного состояния (НДC) в процеccе монтажа и cоздания предварительного напряжения cиcтемы.

Предусмотрены следующие элементарные операции:

А) Нагружение системы известным воздействием , представляющим собой набор заданных нагрузок, дислокаций и температурных воздействий

В) Установка внешней связи в узле системы, запрещающей изменение определенного перемещения или поворота. Необходимо отметить, что речь идет именно о запрете дальнейшего (на последующих стадиях) изменения перемещении, а не об обнулении его величины.

С) Установка внутренней связи между узлами системы, запрещающей изменение определенного взаимного перемещения или поворота этих узлов (в том числе и задание объединения перемещений). Здесь также речь идет о запрете дальнейших (на последующих стадиях) изменений взаимных перемещений, и это обстоятельство способствует замыканию в системе деформаций, несовместных на предыдущих стадиях.

D) Снятие внешней связи , когда меняется не только расчетная схема, но и НДС. Последнее происходит из-за того, что в общем случае удаляемая связь является напряженной, и перед изменением расчетной схемы необходимо обнулить усилие в удаляемой связи.

Е) Снятие внутренней связи (отказ от объединения перемещений) , когда меняется не только расчетная схема, но и НДС. Последнее происходит из-за того, что в общем случае удаляемая связь является напряженной, и перед изменением расчетной схемы необходимо обнулить усилие в удаляемой связи.

F) Монтаж элемента любого типа.

G) Демонтаж элемента связан не только с изменением расчетной схемы, но и с необходимостью учета изменения НДС. Поскольку в преобразованной системе на оставшуюся часть со стороны удаленной части не должно быть никаких воздействий, то рассматриваемая элементарная операция состоит, по сути, из двух шагов:

- обнуление усилий взаимодействия между остающейся и удаляемой частями системы;
- изменение расчетной схемы.

Рассматриваемая элементарная операция является некоторым обобщением операции «удаление внешней связи», и для ее реализации может применяться особый подход, а именно — можно представить, что элементы (связи) удалены из системы, а их действие на оставшуюся часть заменено силами N j , которые существовали в удаленных элементах (связях), и эти силы затем подавляются приложением нагрузки P j = — N j .

Наконец, здесь следует заметить, что удаление элемента (снятие связи) трактуется не как его разрушение, а как активное вмешательство в конструкцию при ее создании. Так удаляются временные раскрепления и подпорки, установленные на промежуточных этапах монтажа. При этом они сперва приводятся в ненапряженное состояние (раздвигаются клинья, на которые опираются такие подпорки, или выполняются аналогичные действия).

Н) Изменение модуля упругости элемента для текущей и всех последующих стадий монтажа, с помощью которого можно имитировать процесс твердения бетона, износ конструкции и другие явления, ведущие к изменению жесткости элемента. И здесь следует отметить, что речь идет не о моделировании процесса нагружения, когда при изменении напряженного состояния меняется касательный модуль упругости, а об учете некоторых немеханических эффектов, в том числе и условном «уничтожении жесткости» в процессе «гибели» элемента.

При этом, если твердение бетона, как правило, не требует пересчета НДС, то уменьшение жесткости требует другого подхода. В ВК SCAD данный вариант моделируется следующим образом:

- устанавливается рядом со старым напряженным элементом новый ненапряженный с измененными жесткостями;
- удаляется напряженный старый элемент с сохранением за новым элементом его номера.

I) Назначение или изменение коэффициентов постели для текущей и всех последующих стадий монтажа. При этом, если увеличение жесткости основания, как правило, не требует пересчета НДС, то его уменьшение требует другого подхода. Разделив элементы как бы на два: оболочка и упругое основание, определив независимо реакции каждого из них из общих реакций, в дальнейшем поступаем так же, как и в предыдущем случае.

Соглашение о нагрузках

Воздействия на систему, определяющие характер ее напряженного и деформированного состояния, разбиваются на два класса:

базовые (накапливаемые) воздействия, для которых напряженно-деформированное состояние передается на последующие стадии монтажа;
независимые нагружения, действующие только на текущей стадии монтажа и не имеющие отношения к другим стадиям.

Типичными примерами базового воздействия является собственный вес или предварительное напряжение, а примером независимого воздействия может служить ветровая нагрузка на здание, находящееся в процессе сборки.

В системе SCAD действует соглашение, что все базовые воздействия должны быть отнесены к одному, заранее предопределенному (например, первому) загружению. Состав этого загружения может меняться на различных стадиях монтажа за счет включения или исключения определенных групп нагрузок.

Варианты модификации схемы

Можно рассматривать два приема удаления и включения элементов в систему («рождения» и «смерти»). Эти варианты иллюстрирует рис. 1.

В первом случае (операция F) рассматривается отличная от предыдущей конструкция, не имеющая удаленных элементов и состоящая только из включенных элементов. Здесь включение нового элемента в расчетную схему отличается тем, что часть его узлов присоединяется к уже смонтированной под нагрузкой конструкции, а другие узлы полагаются находящимися в проектном положении, что приводит к изломанной расчетной модели.

Во втором случае (операция Н) «убитые» элементы не удаляют. Вместо этого она деактивируется умножением их жесткости на ощутимый коэффициент уменьшения, например, на 10 -6 .

Расчет по первому способу особенно уместен при проектировании многоэтажных зданий с железобетонным каркасом, когда при возведении каждого этажа опалубка выставляется таким образом, чтобы верхняя поверхность бетонируемого перекрытия получилась горизонтальной. По существу корректируется проектная длина колонн, которые наращиваются на величину просадки уже возведенной части здания.

Рис. 1. Два варианта наращивания сооружения

Расчет вторым способом дает возможность моделировать «примыкание по касательной» (см. рис. 1, вариант 2), которое уместно при расчете конструкций, возведение которых реализуется методом навесной сборки.

Конечно-элементные процедуры

Если рассматривать многостадийный процесс монтажа, то для каждой стадии в отдельности можно использовать любой из классических методов строительной механики, но, с учетом специфики многоэтапного расчета, полезно представить эти методы в форме, где отражается переменность системы. Для разрешающих уравнений метода перемещений, например, будем писать

где K ( r ) — матрица жесткости системы на r -том этапе, а ΔZ (r) и Δf (r) — векторы дополнительных перемещений и дополнительных приведенных узловых нагрузок, относящихся к r -му этапу соответственно. Зная ΔZ ( r ) , можно определить приращения усилий Δs ( r ) и получить накопленные по всем r этапам значения перемещений Z ( r ) и усилий s ( r )

Z ( r ) = Z ( r -1) + ΔZ ( r ) ,

s ( r ) = s ( r -1) + Δs ( r ) .

Такое поэтапное суммирование компонент НДС необходимо проводить в силу отмеченного выше свойства памяти системы. Соотношения (2) и (3) являются законами наследования монтажных состояний конструкции . Одновременное выполнение линейных соотношений (1) и законов наследования (2) — (3) как раз и порождает генетическую нелинейность задачи.

При переходе к следующему ( r +1)-му этапу расчета меняется матрица жесткости K ( r ) , которая получает приращение ΔK ( r ) , положительное – при добавлении элементов и отрицательное – при их выбытии, то есть

K ( r +1) = K ( r ) + ΔK ( r )

Система разрешающих уравнений ( r +1)-го этапа имеет вид

В некоторых случаях изменения расчетной схемы связаны с корректировкой параметров тех или иных ранее смонтированных элементов (изменение модуля упругости, коэффициента постели упругого основания и т.п.). В этом случае можно полагать, что происходит замена ранее введенной, например, на s –м этапе матрицы жесткости ΔK ( s ) на новую матрицу ΔK ( r ) :

K ( r +1) = K ( r ) — ΔK ( s ) + ΔK ( r ) .

Понятно, что для воздействий, относящихся к различным стадиям одного и того же этапа монтажа, действуют обычные линейные законы механики, а расчетная схема конструкции меняется только при переходе к следующему монтажному этапу. В этой связи под приращениями ΔZ ( r ) и Δs ( r ) следует понимать изменение перемещений и усилий, произошедшее от момента завершения последней стадии предшествующего этапа монтажа.

Заметим, что в некоторых случаях часть нагрузок действует только в рамках r -го этапа монтажа, и при переходе к последующим этапам снимается. Такая ситуация типична, например, для навесного монтажа конструкции, когда вес кранового оборудования учитывается при формировании вектора Δf ( r ) с расположением кранов, соответствующих именно этому этапу. При переходе к следующему ( r +1)-му этапу монтажа вектор узловых нагрузок формируется с учетом нового положения кранового оборудования, но при этом нужно помнить о необходимости приложения на ( r +1)-м этапе и отрицательных крановых нагрузок, аннулирующих их воздействия на систему, относящиеся к предыдущему этапу. Если этого не сделать, то законы наследования (2) и (3) не будут работать.

Итак, на каждом из этапов возведения выполняются работы по установке (удалению) отдельных конструктивных элементов или их групп, регулированию фактических размеров элементов несущих конструкций, введению (удалению) временных связей, изменению параметров связей системы с внешней средой и т.п. В основу технологии расчета, учитывающей указанные выше обстоятельства, положен принцип поэтапного отслеживания изменения основных параметров расчетной модели (геометрии, жесткостных параметров элементов модели и связей, нагружения и деформирования) с замыканием системы на каждом (заранее определенном) этапе возведения здания. При этом четко различается суммарное НДС системы, возникающее на каждом этапе монтажа с учетом всех предшествующих этапов, и приращение НДС, вызванное дополнительными воздействиями на систему, относящимися исключительно к рассматриваемому этапу монтажа.

При этом все расчеты выполняются в предположении cправедливоcти обычных допущений линейной строительной механики для каждой стадии монтажа. Однако, в целом задача становится нелинейной за cчет изменения раcчетной cхемы при переходе от одного этапа монтажа к другому.

Источник

SCAD++ в развитии. 2016 год — новые возможности

Денис Дегтярев, Наталья Мосина

Версия ПК SCAD Office 21.ХХ, вышедшая в конце 2014 года, стала результатом очень большой работы всего коллектива Группы компаний «СКАД СОФТ». На сайте компании, в публикациях и на семинарах уже не раз освещались принципиальные отличия 21.ХХ от версии 11.ХХ. Но время не стоит на месте, комплекс продолжает активно развиваться и совершенствоваться. В этой статье вниманию читателей предлагается краткое описание новых возможностей SCAD++, которые появились за последний год.

Постпроцессор «Железобетон»

Одним из значительных новшеств является добавление в SCAD++ анализа несущей способности перекрытия на продавливание (рис. 1). Расчет выполняется в соответствии с выбранным нормативным документом, в том числе СП 63.13330.2012.

Рис. 1. Режим Продавливание

Для расчета на продавливание следует предварительно вычислить расчетные сочетания усилий продавливания. Вычисление данных расчетных сочетаний в процессе общего расчета автоматически не выполняется, и пользователь должен специально активировать этот расчет из дерева проекта (рис. 2).

Рис. 2. Вызов расчета из дерева проекта

Проверка прочности бетонного сечения производится всегда, а в случае необходимости выполняется подбор минимально необходимой интенсивности поперечного армирования (диаметр и шаг по двум направлениям). Результаты проверки на продавливание представлены в виде коэффициентов использования. Предусмотрены два вида графического отображения — в виде трехцветной и полноцветной шкалы. Можно получить табличный вариант результатов (рис. 3).

Рис. 3. Результат расчета на продавливание

Рис. 4. Приведение разных сечений колонн к расчетному прямоугольнику

В нормах площадь приложения нагрузки при продавливании рассматривается только в виде прямоугольника (рис. 4). Для расчета других форм поперечного сечения колонны вокруг них строится минимальный описанный прямоугольник со сторонами, параллельными главным осям инерции сечения (рис. 5).

Рис. 5. Визуализация контуров продавливания

В «Информацию об узле» добавлены две информационные строки по расчету на продавливание: Нагрузки продавливания и РС продавливания.

Кроме того, в режиме «Железобетон» появилась возможность вычислить вес арматуры. Эта функция становится активной после задания армирования по результатам подбора либо при заранее заданном армировании (рис. 6).

Рис. 6. Функция Вес заданной арматуры

Конечные элементы и операции с ними

Прежде всего хотелось бы уделить внимание новым возможностям при работе с объемными элементами. Библиотека конечных элементов пополнилась такими высокоточными объемными элементами, как 10узловая пирамида (тип 38) и 20узловой изопараметрический конечный элемент (тип 37), рис. 7.

Рис. 7. 20-узловой изопараметрический конечный элемент (тип 37)

Появилась возможность выполнять дробление объемных элементов, что значительно облегчает задачу моделирования (рис. 8 и 9).

Рис. 8. Функция Дробление объемных элементов

Рис. 9. Дробление объемных элементов

Появилась возможность учета преднапряжения для объемных конечных элементов (рис. 10).

Рис. 10. Функция Преднапряжение

Расширены возможности работы со стержневыми элементами: добавлены операции Дробление стержня полигоном (рис. 11) и Сопряжение стержней (рис. 12).

Рис. 11. Функция Дробление стержней полигоном

Рис. 12. Функция Сопряжение стержней

При этом сопряжение стержней может быть выполнено под углом либо сопрягаться дугой окружности (рис. 13).

Рис. 13. Окно функции Сопряжение стержней

Операция Объединение стержневых элементов расширена возможностью объединения в один элемент нескольких стержней, лежащих на одной прямой и связанных между собой (рис. 14).

Рис. 14. Функция Объединение двух стержневых элементов

Реализованы новые функции и для работы с пластинчатыми элементами. Если ранее жесткие вставки можно было вводить только в стержневые элементы, то теперь добавлена возможность задавать смещение срединной плоскости (жесткой вставки) в пластинчатых элементах (рис. 15).

Рис. 15. Окно функции Смещение срединной плоскости пластин

Кроме того, добавлена операция дробления пластин с учетом промежуточных узлов, находящихся в границах пластин (рис. 16).

Рис. 16. Функция Дробление пластин с учетом промежуточных узлов

Расширение расчетных функций

В раздел сейсмики добавлены расчеты на сейсмическое воздействие по нормам Туркменистана (СНТ 2.01.0899*), Киргизии (СНиП КР 2002:2009) и Узбекистана (КМК 2.01.0396), рис. 17.

Рис. 17. Список норм для расчета сейсмического воздействия

Расчет на сейсмическое воздействие по заданным акселерограммам расширен до шестикомпонентного воздействия. Операция позволяет произвести расчет для случая, когда по каждому из шести направлений задан свой график коэффициента динамичности (рис. 18).

Рис. 18. Шестикомпонентное воздействие

Рис. 19. Графики накопления динамических масс

В графическом анализе результатов добавлена возможность построения графиков накопления процента модальных масс (рис. 19). Это дает дополнительную полезную информацию о поведении конструкции — например, при сейсмическом воздействии.

Добавлено вычисление расчетных сочетаний реакций в связях (рис. 20).

Рис. 20. Расчетные сочетания реакций в связях

При экспертизе стальных и железобетонных элементов появилась возможность получать факторы по максимальным вертикальным перемещениям узлов элементов (рис. 21).

Рис. 21. Результат анализа вертикальных перемещений от временных нагрузок

Реализована возможность выполнить расчет на прогрессирующее обрушение не только железобетонных, но и металлических конструкций. При этом порядок расчета предполагает предварительную проверку и подбор прокатных сечений элементов стальных конструкций. Результаты в графическом виде можно получить через цветовое отображение по прочности (рис. 22).

Рис. 22. Цветовое разделение по прочности

Рис. 23. Диаграмма факторов элемента по результатам обрушения

Анализ конкретного элемента вследствие обрушения можно получить через информацию об элементе (рис. 23).

Документирование

Существенно расширены возможности вывода результатов в текстовом виде. Добавлена возможность формирования отчетов о результатах экспертизы/подбора арматуры, экспертизы стальных конструкций и экспертизы прогрессирующего обрушения.

Можно сформировать отчет с данными об ускорениях узлов, расчетных сочетаний реакций в связях, распечатать РСУ для прогрессирующего разрушения.

В подсистему документирования добавлена пояснительная записка.

«Форум»

Начиная с версии SCAD Office 21 препроцессор «Форум» стал встроенным модулем SCAD. За последний год он также развивался и совершенствовался (рис. 24).

Рис. 24. Общий вид модуля «Форум»

Для моделей, создаваемых в «Форуме», добавлена возможность производить расширение пластин отступом от граней (рис. 25). Теперь пользователям нет необходимости разносить краевые узлы, программа всё сделает сама (рис. 26).

Рис. 25. Функция Расширение плиты с отступом от граней

Рис. 26. Пример применения функции Расширение плиты с отступом от граней

В модуле «Форум», как и в системе SCAD, добавлена возможность задавать смещение срединной плоскости пластин (рис. 27).

Рис. 27. Функция Смещение срединной плоскости пластин

Рис. 28. Функция Переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин

Поддерживается переход к напряжениям вдоль заданного направления для пластин — ранее это также было доступно только в среде SCAD (рис. 28).

Группы конструктивных элементов (для последующего использования в постпроцессорах «Сталь» и «Железобетон») теперь можно задавать при формировании модели в «Форуме».

Вспомогательные функции

Продолжает расширяться список функций Импорт/Экспорт. Для обмена данными с Autodesk Revit 2016 в SCAD добавлен специальный плагин. Также реализован импорт/экспорт данных в Autodesk Advance Steel 2016. Посредством нового плагина поддерживается обмен данными с актуальной версией Tekla Structures, а при импорте данных из программы Tekla используется эвристический алгоритм распознавания составных сечений.

Для удобства работы в программе раздел Настройки пополнился возможностью сохранять во внешнем файле (и восстанавливать из файла) состояние фильтров отображения (рис. 29).

Рис. 29. Настройка фильтров отображения

Появилась возможность сохранить в HTMLфайле текущее отображение схемы (Панель визуализации) и использовать его для размещения в Интернете. Полученное изображение не является статичным и может вращаться при помощи мыши.

Источник