Материал: 1156

В данном случае нет необходимости расчета элементов фермы, поэтому для упрощения расчетов представим ее в виде ЖБ балки сечением 300х900, шарнирно опирающейся на колонны, которые, в свою очередь, жестко заделаны в фундамент. Плиты покрытия и ограждения будут смоделированы в виде равномерно распределенной нагрузки на ферму и колонны соответственно.

Проектируемое перекрытие антресольного этажа будет представлено двухпролетной стальной неразрезной балкой как вариант в виде двутавра №30. Концы балки шарнирно опираются на колонну на высоте 4 м. Посередине балка шарнирно опирается на стальную стойку, которая, в свою очередь, тоже шарнирно опирается на фундамент. Стойка в сечении представляет собой коробку из швеллеров, например № 20. Такая конструкция делает систему перекрытия статически неопределимой, что значительно снижает величину расчетного максимального момента. В итоге конструкция облегчается, что ведет к прямой экономической выгоде.

Для создания геометрической модели вызовите диалоговое окно «Создание плоских фрагментов и

на конечные элементы. В результате такой разбивки появляются узлы. Элементы и узлы схемы нумеруются программой автоматически. Для вывода на экран номеров и местных осей элементов щелкните

по кнопке «Флаги рисования» ( Опции / Флаги рисования).

В диалоговом окне «Показать» при активной закладке «Элементы» установите флажки «Номера элементов»и «Местные оси стержней».

Для стержневых КЭ местная система координат имеет следующую ориентацию: ось направлена от начала стержня (первый узел) к концу (второй узел). Оси и – это главные центральные оси инерции поперечного сечения стержня и вместе с осью образуют правую тройку.

Местная система координат служит для задания местной нагрузки, идентификации усилий и напряжений в элементе и ориентации арматуры.

Щелкните по кнопке «Перерисовать» . На рис.3.3 представлена полученная схема.

Рис.3.3. Нумерация и местные оси элементов расчетной схемы

Каждый узел схемы в общем случае имеет 6 степеней свободы: три линейных перемещения вдоль осей или 2; или 2; или 2 и три поворота вокруг или 2, или 2, или 2.

16

Каждый узел схемы имеет свою локальную систему координат –2, 2, 2, которая является правой декартовой. По умолчанию локальная система координат узла совпадает с глобальной. Локальная система координат узла позволяет задавать нагрузки и заданные смещения в направлении, не совпадающем с глобальными осями.

Для вывода на экран номеров узлов в диалоговом окне «Показать» при активной закладке «Узлы» установите флажок «Номера узлов».

Щелкните по кнопке «Перерисовать» . На рис.3.4 представлена полученная схема.

Рис.3.4. Нумерация узлов расчетной схемы

3.2.1.Удаление элемента

Удалим лишний 4-й элемент. Сначала его необходимо выделить,

нажав кнопки «Отметка элементов» ( Выбор / Отметка элементов) и одиночно указать курсором или растянуть вокруг него "рамку". При этом он изменит свой цвет на красный (по умолчанию). Затем удаляем

его нажатием на кнопку «Удаление элементов» ( Схема / Корректировка / Удаление) или клавишу DEL на клавиатуре.

17

3.3.Установка связей в узлах

Вопорные узлы (закрепление колонн и стойки к фундаменту) следует ввести соответствующие связи (запретить перемещения по каким либо степеням свободы, либо ограничить перемещения узла конечными элементами, моделирующими работу связи).

Для отметки узлов № 1, 2 и 3 нажмите кнопку на панели инструментов (Выбор / Отметка узлов). С помощью курсора выделите узлы № 1, 2 и 3 (узлы окрашиваются в красный цвет).

Так как признак расчетной схемы №2, то возможны следующие перемещения X, Z, UY (поворот относительно оси OY). В данном случае жесткая заделка запрещает все возможные перемещения.

С помощью кнопки на панели инструментов (Схема / Связи) вызовите диалоговое окно «Связи в узлах» (рис.3.5). В этом окне, с помощью установки флажков, отметьте направления, по которым запрещены перемещения узлов.

После этого щелкните по кнопке (узлы окрашиваются в синий цвет).

3.4. Назначение шарниров

Под словом "шарнир" подразумевается освобождение от линейной или угловой связи между узлом схемы и входящим в этот узел концом стержня или узлом конечного элемента.

Встержнях шарниры задаются непосредственно при создании схемы и ориентируются относительно осей местной системы координат X1, Y1, Z1.

Врасчетной схеме необходимо назначить шарниры на концах элементов, представляющих балки, входящие в покрытие и перекрытие, а также стойки, на которую опирается перекрытие.

Балки, входящие в покрытие и перекрытие, состоят из 2 - х конечных элементов каждая. Поэтому и назначаться шарниры будут в 2 этапа.

Сначала необходимо выделить элементы левой части балок, нажав

кнопку «Отметка элементов» (Выбор / Отметка элементов) на па-

18

нели инструментов и растянув курсором рамку вокруг каждого (элементы окрашиваются в красный цвет).

С помощью кнопки на панели инструментов (Жесткости / Шарниры) вызовите диалоговое окно «Шарниры» (рис.3.6). В этом окне, с помощью установки флажков, назначьте шарнир, разрешающий поворот UY для первого узла (так как порядковый номер левых узлов меньше правых).

После этого щелкните по кнопке .

На втором этапе необходимо, не закрывая окно «Шарниры», выделить элементы правой части балок. Затем снять флажок, разрешающий поворот UY для первого узла и установить флажок, разрешающий поворот UY для второго узла (так как порядковый номер правых узлов больше левых).

Для назначения шарниров стойки необходимо проделать те же операции, разрешив поворот UY для обоих узлов.

На рис.3.7 изображена расчетная схема с назначенными шарнира-

ми.

19