Создание вспомогательного растра

При помощи команд верхнего меню ® Растр → Создать создаем сетку осей (растр) для последующей привязки основных несущих конструкций. В окне выбора появится дополнительная командная панель, на которой надо нажать переключатель «Своб.» [44]для задания свободного растра.

Затем тремя точками задается плоскость растра.

После появления внизу в окне информации надписи «Задайте точку Р1, начало RST-координат» в окне редактора задается начало координат (точка привязки растра).	Точка P1
После появления надписи «Задайте точку Р2, на положительной R-оси» задаются координаты точки, лежащей на продольной оси -r растра (в данном случае она совпадает с глобальной осью X).	Точка P2
После появления надписи «Задайте точку Р3, в плоскости R-S» задаются координаты любой точки, лежащей в плоскости растра, но не на продольной оси –r.	Точка P3
В появившемся диалоговом окне «Растр»задается шаг осей в продольном (dr) и поперечном (ds) направлении. По умолчанию продольное направление совпадает с глобальной осью X, а поперечное – с глобальной осью Y. Кнопки «+» и «-» позволяют добавлять новые или удалять ненужные строки, кнопка «v» позволяет выделить несколько строк. Поле «Начало» позволяет сместить растр относительно заданного пользователем начала координат. В поле «Alpha» задается угол наклона растра в заданной пользователем плоскости относительно r -оси растра. В поле «Ars» задается угол наклона поперечных осей растра относительно продольных. Ввод завершается нажатием кнопки «ОК».
После этого в рабочем окне появляется вспомогательная сетка осей[45]. Для более удобного просмотра изображения желательно пользоваться клавишей «ZOOM» (см. п. 2.3 «Команды просмотра») или клавишами цифровой клавиатуры.

В окне выбора появится на дополнительной командная панели нажимаем переключатель «Полярный» для задания полярного растра.

Затем тремя точками задается плоскость растра.

Точка Р1 – (0, 6, 3);

Точка Р2 – (1, 6, 3);

Точка Р3 – (1, 7, 3);

В появившемся диалоговом окне «Растр»задается шаг осей в радиальном направлении: dr = 6 м; Угловой шаг: dw = 10° Угол поворота относительно глобальной оси OX: alpha = 0°
После этого в рабочем окне появляется вспомогательная сетка осей. Переключаться между растрами можно при помощи клавиши пробел.

В верхнем меню выбрать пункты: → Позиции: → -Плита/ стена/ рампа → -установить В появившейся боковой командной панели нажимаем кнопку «Плита».Отключим переключатель «Видимые этажи». Нажимаем кнопку «Характеристики».
В появившемся диалоговом окне задаем характеристики плиты: В закладке «Материал» задаем следующие параметры: · Толщина плиты - 0.2 м; · Материал плиты - изотропный; · Модуль упругости - E = 3е7 кН/м² · коэффициент Пуассона – 0.2; · Плотность материала плиты - R_h0 = 2.75; Ставим галочку в окне «Со сдвиговой деформацией».
Закладка «Нагрузки»: Постоянная – 0 кН/м²; Временная нагрузка – -3 кН/м²;
В закладке «Шаблон» - задаются параметры для генерации конечно-элементной сетки: · Координаты начала ввода шаблона (X = 0, Y = 0); · Размеры сетки в направлении OR = 0.5 и OS = 0.5 (в локальных координатах). Угол поворота шаблона относительно оси OR =0. И нажимаем кнопку «ОК».
В закладке «Опорная плоскость»проверяем координату верха стены: (0, 0, 3), и нажимаем кнопку «OK».
Нажимаем переключатели [A] (привязка к существующим объектам), [R](привязка к растру) и переключатель[S] в планке переключателей 1
В рабочем окне щелчком левой кнопкой мыши по пересечению линий растра задаем первый угол плиты.[46]
Нажимаем переключатель [X](смещение в декартовой системе координат)
Щелкаем левой кнопкой мыши по верхнему левому углу растра и в окне редактора задаем величину смещения угла плиты относительно этой точки.
Включая или отключая переключатель [X], можно задать все остальные точки плиты за исключением скругленного участка.
Снова нажимаем кнопку «Характеристики». Выбираем закладку «Нагрузки» и задаем новое значение временной нагрузки: -1.5 кН/м². Все прочие параметры плиты оставляем без изменения и нажимаем кнопку «ОК».
Пробелом переключаемся на полярный растр. Щелчком левой кнопки мыши по узлам растра вводим полукруглую плиту.

Ввод балок.

Последовательно выбираем пункты меню: → Редактировать → Позиции → Балки → -установить. В дополнительной планке переключателей (поз. 10 на схеме окна графического ввода) отключаем кнопку «Видимые этажи»(если она нажата) и нажимаем кнопку «Характеристики». В появившемся диалоговом окне «Свойства балок» задаем следующие параметры: · Ширинасечения балки= 0.3 м; · Высотасечения балки = 0.4м[47]; · В окне «Эксцентриситет» ставим кружок в поле «Подбалка»[48]; · Модуль упругостиЕ = 3.0е+7 кН/м² (для бетона естественного твердения класса В25); · Плотность плитыRho= 2.75 т/м³. · Т-фактор = 1(в этом случае жесткость балки на кручение будет учитываться полностью); · Модуль сдвига G= 1.3 e+7 кН/м².
Проверяем закладку «Опорная плоскость» (её координата Z должна соответствовать отметке перекрытия). Ввод характеристик завершается нажатием кнопки «OK».
В планке переключателей 1 оставляем включенным переключатель [R] (привязка к линиям растра) и [S] (привязка к точке пересечения линий).
Балка задается в виде незамкнутой ломаной линии. [49]Рекомендуется указывать все промежуточные точки балки (узлы сопряжения с другими конструктивными элементами – колоннами, стенами, балками). Повторный щелчок левой кнопкой мыши по последней точке означает окончание ввода.
Таким же способом задаются все остальные балки.

При помощи пунктов меню → Проекты → Сохранить как… или кнопки сохраняем файл под имеющимся или новым именем.

В верхнем меню выбрать пункты: → редактировать → Позиции: → -Плита/ стена/ рампа → -установить В появившейся боковой командной панели нажимаем кнопку «Cтена».Отключим переключатель «Видимые этажи». Нажимаем кнопку «Характеристики».
В появившемся диалоговом окне задаем характеристики плиты: В закладке «Материал» задаем следующие параметры: · Толщина стены - 0.3 м[50]; · Материал стены - изотропный[51]; · Модуль упругости - E = 3е7 кН/м² · коэффициент Пуассона – 0.2; · Плотность материала плиты - R_h0 = 2.75; Ставим галочку в окне «Со сдвиговой деформацией».
Закладка «Нагрузки»: От собственного веса – 0 кН/м²;
В закладке «Шаблон» - задаются параметры для генерации конечно-элементной сетки: · Координаты начала ввода шаблона (X = 0, Y = 0); · Размеры сетки в направлении OR = 0.5 и OS = 0.5 (в локальных координатах). Угол поворота шаблона относительно оси OR =0. И нажимаем кнопку «ОК».
В закладке «Опорная плоскость»проверяем координату верха стены: (0, 0, 3).
На планке переключателей выбираем переключатель [A] (привязка к существующим объектам).
Выбираем пункт бокового меню → Назад. Нажимаем кнопку [3D] для перехода к 3-х мерному изображению. В верхнем меню выбрать пункты: → редактировать → Позиции: → -Плита/ стена/ рампа → -установить
Стена задается в виде ломаной линии. Вершины вводятся численно в координатном окне или последовательными щелчками левой кнопки мыши в рабочем окне. Окончание ввода – повторный щелчок левой кнопкой мыши по последней точке.
Аналогично задаются все остальные стены.

Генерация конечно-элементного проекта, установка опорных закреплений и запуск на расчет выполняется так же, как и в предыдущих примерах.

Расчет арматуры балок.

Выбираем пункты бокового меню → Плоскость: → Установить, и в рабочем окне выбираем три узла плиты перекрытия. Выбираем пункт бокового меню → -Назад и нажимаем кнопку «XY» для перевода изображения в проекцию на плоскость XOY.

Выбираем пункты верхнего меню → Расчет → Конструктивный. В появившемся диалоговом окне в области «Железобетонные конструкции» выбираем опцию «СП-52-101-2003» и опцию «Ребра плит». Затем нажимаем кнопку «OK».

В появившемся диалоговом окне «Армирование ребер» нажимаем кнопку «Элементы». Все исходные данные задаются для каждой группы балок отдельно. Балки одного сечения, имеющие один и тот же класс бетона и арматуры и одинаковую ориентацию осей МСК, образуют одну группу.

В появившемся окне «Задание группы элементов» нажимаем кнопку «Выбор в графике», и программа автоматически переключится на рабочее окно проекта[52].

Появится дополнительная планка переключателей. Нажимаем кнопку «Отметить» в дополнительной командной панели (поз. 10 на схеме окна графического ввода), а затем при помощи рамки (переключатель [Box]) выбираем все балки вдоль цифровых осей. По окончании выбора нажимаем кнопку «Расчет».

Таблица в диалоговом окне «Задание группы элементов» будет автоматически заполнена. Для выхода нажимаем кнопку «OK».

Появляется диалоговое окно «Армирование ребер».

Нажимаем кнопку «Сечение». В появившемся диалоговом окне выбираем закладку с нужным типом сечения (тавр с полками сверху) и задаем его параметры: · ширина ребра балки b = 30 см; · высота сечения балки h = 60 см; · ширина полки bf1= 270 см; · высота полки hf1 = 20 см(толщина плиты перекрытия). Можно нажать кнопку «Из КЭ-модели», и параметры балки будут заданы автоматически, но при необходимости их можно редактировать (например, изменить ширину полки, которая по умолчанию принимается равной 100 см).
Нажав кнопку «…» можно рассчитать ширину полки по нормам в автоматическом режиме, задав пролет и шаг балки. Выйти из диалогового окна можно, нажав кнопку «ОК». Тем же способом выходим из окна «Размеры сечения».
Нажимаем кнопку «Арматура». В появившемся диалоговом окне выбираем тип «Распределенная». Ввод завершается нажатием кнопки «OK».

Нажимаем кнопку «Защитный слой». Задаем величины защитных слоев сверху, снизу и с боковых сторон равными 4 см. Нажимаем кнопку «OK».
Нажимаем кнопку «Унификация» и ставим кружок в поле «Без унификации». Нажимаем кнопку «OK».
Нажимаем кнопку «Материал» и заполняем данные по материалу балок: В области «Бетон» задаем: · вид бетона – тяжелый; · класс бетона – В25; · Gb = 1.0 (произведение коэффициентов условий работы бетона без учета g_b₁); · Mkrb = 1.2 (величина коэффициента m_кр по указанию СНиП II-7-81); В области «Арматура» задаем: · класс продольной арматуры – A400; · класс поперечной арматуры – A240; · Gs = 1.0 (произведение коэффициентов условий работы арматуры g_s); · Mkrs = 1.2 (величина коэффициента m_кр по указанию СНиП II-7-81). Отключаем галочку в окне «Принимать длину элемента за расстояние между опорами» (поскольку балки разбиты по длине несколько элементов). Нажимаем кнопку «OK».

Задаем нужное количество расчетных сечений (в нашем случае 2). Определив все параметры балок, нажимаем кнопку «Расчет». Программа автоматически открывает диалоговое окно «Определение расчетных сочетаний усилий».

Задаем коэффициенты для РСУ. В нашем случае будет два нагружения:

1 - постоянное нагружение (Кн = 1.1, Кд не задается).

2 – кратковременное прочее нагружение (Кн = 1.2, Кд =0.33).

После нажатия кнопки «ОК» автоматически запускается расчет арматуры. Результаты расчета выводятся в программу Viewer, предназначенную для просмотра результатов в табличной форме. Данные из нее можно экспортировать в MS Word.

Для графического просмотра результатов расчета на панели под окном просмотра нажимаем кнопку «3D» для перехода к трехмерному изображению. Выбираем пункты верхнего меню: → Результаты → Графика. В появившемся диалоговом окне выбираем опцию «Арматура в стержнях». Затем нажимаем кнопку «OK».

Результаты расчета

Верхняя арматура

Min As1 = 0 cm2 (элемент 4458), Max As1 = 11.8629 cm2 (элемент 4493)

Нижняя арматура

Min As3 = 0 cm2 (элемент 4458), Max As3 = 7.34767 cm2 (элемент 4431)

Выбираем пункты верхнего меню → Расчет → Конструктивный. В появившемся диалоговом окне в области «Железобетонные конструкции» выбираем опцию «Конструктивные элементы». Затем нажимаем кнопку «OK».

В появившемся диалоговом окне в поле «Способ формирования» ставим метку в поле «Цепочка КЭ максимальной длины». В поле «Вид элементов» ставится галочка в поле «Балки». Нажимаем кнопку «ОК».
В диалоговом окне «Конструктивные элементы» будет выведен список всех имеющихся в проекте групп конструктивных элементов – балок, замаркированных как В1, В2, В13. Текущая (указанная в списке) группа конструктивных элементов показывается в рабочем окне программы путем закраски всех элементов группы в красный цвет, а также указанием имени группы у середины длины конструктивного элемента. В области «Автоматическая унификация» нажимаем кнопку «Применить».
В диалоговых окнах напротив арматуры «As1»и«As3» ставим галочки и указываем: As,min = 0 см² Допускаемое отличие = 10 см² (балки будут унифицированы, т.е. попадут в одну группу унификации, если в каждом их расчетном сечении суммарная площадь сечения продольной арматуры отличается не более, чем на 10 см²). Нажимаем кнопку «Расчет»

В результате все балки будут объединены в одну группу:

Выбрав в списке окна «Конструктивные элементы» интересующую унифицированную группу колонн, а затем, нажав на кнопку «Свойства конструкции», в новом окне можно посмотреть некоторые свойства этих конструктивных элементов: форму и размеры сечения, длину, эпюры требуемых площадей сечения продольной и поперечной арматуры по длине элементов (изображаются в отдельном окне по кнопке «Эпюры арматуры»). А также можно посмотреть, какие конструктивные элементы входят в текущую унифицированную группу, и какие конечные элементы составляют эти конструктивные элементы (вызывается отдельное окно по кнопке «Состав группы»). Кроме того, можно задать количество и координаты расчетных сечений по длине конструктивных элементов, в которых необходимо вывести результаты расчета количества арматуры, а также произвольное пояснение, которое будет напечатано при выводе результатов расчета для данной группы конструктивных элементов

Результаты расчета армирования конструктивных элементов можно вывести в программах Viewer, MS Word или в файл формата CSV, для чего в области «Вывести в…» диалогового окна «Конструктивные элементы» следует выбрать соответствующий пункт. После этого следует нажать кнопку «ОК» в той же области. При выводе в Viewer или MS Word следует выбрать, какие данные необходимо печатать в протокол расчета. Для этого служит диалоговое окно «Вывод результатов расчета во Viewer» или «Вывод результатов расчета в Word».

Результаты расчета:

Группа B1

Длина конструктивных элементов[м] L = 7.50

Сечение - тавр с полкой вверху[см] b = 30.00 h = 60.00

bf1 = 270.00 hf1 = 20.00

Требуемое количество арматуры в расчетных сечениях

Координата | As1 | As2 | As3 | As4 | As,tot | Asw | Mu

сечения[м] | [см2] | [см2] | [см2] | [см2] | [см2] | [см2/м] | [%]

0.00 | 6.67 | 0.00 | 0.19 | 0.00 | 6.86 | 0.00 | 0.10

0.50 | 0.76 | 0.00 | 0.06 | 0.00 | 0.82 | 0.00 | 0.01

0.50 | 3.43 | 0.00 | 0.23 | 0.00 | 3.66 | 0.00 | 0.06

2.00 | 0.16 | 0.00 | 4.61 | 0.00 | 4.77 | 0.00 | 0.07

3.50 | 0.53 | 0.00 | 7.35 | 0.00 | 7.88 | 0.00 | 0.12

7.50 | 11.86 | 0.00 | 5.61 | 0.00 | 17.47 | 0.00 | 0.26

Ввод упругого основания.

Задание. Рассчитать фундаментную плиту толщиной 40 см с ребрами жесткости. Грунт основания – суглинок (коэффициент постели определить по методу Пастернака с использованием модуля упругости и коэффициента Пуассона 0.35 и модуля деформации 21 МПа). Ребра жесткости плиты: ширина – 40 см, высота - 70 см. Погонная нагрузка на ребра жесткости – 4800 кг/м.

Заводим плиту любым из указанных выше способов. Балки задаются так же, как и в предыдущем примере, но выбирается тип «Надбалка».

Последовательно выбираем пункты верхнего меню: → Редактировать → Позиции → Нагрузки → Линейные → -установить. После нажатия кнопки «Характеристики» появляется диалоговое окно«Линейная нагрузка позиций». В закладке «Нагрузки» указываем: - Нагружение– 2; - ставим галочку в окне «Подгонка сетки»; - выбираем глобальную систему координат; - ставим кружок в окне «Pz»(нагрузка действует вдоль глобальной оси Z); - задаем величину нагрузки в начальной и конечной точке линии: -48 кН/м (знак «-» означает, что нагрузка направлена против глобальной оси, т.е. вниз). Ввод завершается нажатием кнопки «OK».
При помощи переключателей [A] и [S] на планке переключателей 1 щелчком левой кнопки мыши в рабочем окне задаем начальную и конечную точку приложения линейной нагрузки.
Аналогично задаются линейные нагрузки.

Сохраняем частичный проект, вставляем его в полный проект и генерируем конечно-элементную сетку.

Выбираем пункты верхнего меню: → Редактировать → Упругое основание → Упругое основание → -установить. На дополнительной планке переключателей нажимаем кнопку «Новое основание». Щелкаем левой кнопкой мыши в окне редактора и задаем следующие параметры: E = 21000 кН/м²; n = 0.35;
Затем при помощи рамки (переключатель [Box]) выбираем область фундаментной плиты.
Выбираем пункты меню: → Редактировать → Связи → Опорные закрепления → Узловые опоры: → -установить. В окне выбора появится дополнительная планка переключателей. На ней выбираем следующие параметры: · Степени свободы, по которым наложены связи: X, Y,поскольку упругое основание обеспечивает закрепление только по степеням свободы Z, Rxи Ry; · Система координат ГСК (глобальная); · Связи двухсторонние – параметр «Сж.+Р.» (работа на сжатие и растяжение). В окне редактора задаем значения жесткости закрепления по X и по Y,и на поворот вокруг осиZ равными нулю (что соответствует бесконечной жесткости).
В рабочем окне при помощи рамки выбираем все изображенные на экране элементы.

Min Mr = -35.0823 кНм/м, Max Mr = 11.1642 кНм/м

Min Ms = -36.8316 кНм/м, Max Ms = 3.98496 кНм/м