+Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» Кафедра «Строительство и архитектура»
РАСЧЕТ ПЛОСКИХ РАМ В ПК «ЛИРА-САПР» Методические указания к выполнению расчетно-графического задания
по дисциплинам «Практикум по компьютерной технике»,
«Строительные конструкции. Спецкурс», «Строительная механика»
Комсомольск-на-Амуре 2012
УДК 539.4:624.01:681.3.06 Расчет плоских рам в ПК «ЛИРА» : методические указания к выполнению расчетно-графического задания по дисциплинам «Практикум по компьютерной технике», «Строительные конструкции. Спецкурс», «Строительная механика» / сост. Ю. Н. Чудинов. – Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2008. – 28 с.
В методических указаниях изложены краткие сведения о ПК «ЛИРА», о методе конечных элементов, реализуемом в системе «ЛИРА», рассмотрен пример расчета плоской рамы.
Предназначены для студентов специальностей для студентов специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270105 «Городское строительство и хозяйство», 270302 «Дизайн архитектурной среды» очной и заочной форм обучения. Печатается по постановлению редакционно-издательского совета ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет». Согласовано с отделом менеджмента качества. Рецензент В. А. Дзюба
Редактор Ю. Н. Осинцева ________________________________________________________________
Подписано в печать 05.02.2008.
Формат 60 84 1/16. Бум. тип. № 3. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,805. Тираж 50. Заказ 21204. Редакционно-издательский отдел Государственного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.
Введение
Программный комплекс ЛИРА (ПК ЛИРА-САПР) – это многофункциональный программный комплекс для расчета, исследования и проектирования конструкций различного назначения.
ПК ЛИРА с успехом применяется в расчетах объектов строительства, машиностроения, мостостроения и во многих других сферах, где актуальны методы строительной механики.
Программные комплексы семейства ЛИРА имеют более чем 40-летнюю историю создания, развития и применения в научных исследованиях и практике проектирования конструкций. В данных методических указаниях рассматривается версия ПК ЛИРА-САПР 2011
Кроме общего расчета модели объекта на все возможные виды статических нагрузок, температурных, деформационных и динамических воздействий (ветер с учетом пульсации, сейсмические воздействия и т.п.) ПК ЛИРА-САПР автоматизирует ряд процессов проектирования: определение расчетных сочетаний нагрузок и усилий, назначение конструктивных элементов, подбор и проверка сечений стальных и железобетонных конструкций с формированием эскизов рабочих чертежей колонн и балок.
ПК ЛИРА-САПР позволяет исследовать общую устойчивость рассчитываемой модели, проверить прочность сечений элементов по различным теориям разрушений.
ПК ЛИРА-САПР предоставляет возможность производить расчеты объектов с учетом физической и геометрической нелинейностей, моделировать процесс возведения сооружения с учетом монтажа и демонтажа элементов.
Возможности, предоставляемые по результатам расчета при отображении напряженно-деформированного состояния объекта, позволяют произвести детальный анализ полученных данных:
по изополям перемещений и напряжений;
эпюрам усилий и прогибов;
мозаикам разрушения элементов;
главным и эквивалентным напряжениям;
и по многим другим параметрам.
Полное изложение всего инструментария ПК «ЛИРА-САПР» и его возможностей можно найти в Руководстве пользователя [1].
Настоящие методические указания ставят своей целью дать описание основных операций при расчете плоских рам и балок в ПК «ЛИРА-САПР», а также указать на причины типичных ошибок, наиболее часто встречающихся на практике.
В качестве примера рассматривается расчет плоской рамы на вертикальные нагрузки.
1 БИБЛИОТЕКА СТЕРЖНЕВЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ПК «ЛИРА-САПР» Теоретической основой ПК «ЛИРА-САПР» является метод конечных элементов (МКЭ), реализованный в форме перемещений. Выбор именно этой формы объясняется простотой ее алгоритмизации и физической интерпретации, наличием единых методов построения матриц жесткости и векторов нагрузок для различных типов конечных элементов (КЭ), возможностью учета произвольных граничных условий и сложной геометрии рассчитываемой конструкции.
При расчете МКЭ стержневые конструкции представляются в виде совокупности конечных элементов, соединенных между собой в узловых точках. В отличие от более сложных конструкций - пластин, оболочек и т.д., при расчете стержневых систем каждый стержень постоянного сечения принимается за отдельный элемент. Решение в этом случае (при условии линейной постановки задачи) получается точным, совпадающим с аналитическим решением.
Библиотека конечных элементов ПК «ЛИРА-САПР» содержит элементы, моделирующие работу различных типов конструкций:
элементы стержней,
четырехугольные и треугольные элементы плоской задачи, плиты, оболочки,
элементы пространственной задачи – тетраэдр, параллелепипед, трехгранная призма.
Кроме того, в библиотеке имеются различные специальные элементы, моделирующие связь конечной жесткости, упругую податливость между узлами, элементы, задаваемые численной матрицей жесткости.
Состав библиотеки наиболее часто используемых типов конечных стержневых элементов для линейных задач расчета строительных конструкций приведен в приложении А. 2 НАЧАЛО РАБОТЫ В ПК «ЛИРА-САПР» Запуск основного модуля программного комплекса осуществляется через меню Пуск рабочего стола Windows:
(Пуск | Программы | |).
ПК «ЛИРА-САПР» функционирует в трех основных режимах работы:
режим создания расчетной схемы объекта;
режим процессора;
режим анализа и документирования результатов расчета.
При загрузке ПК активным является основной режим (создание расчетной схемы). 2.1 Основные расчетные схемы конструкций в
ПК «ЛИРА-САПР» Сразу после старта ПК открывается стандартное диалоговое окно Признак схемы (рисунок 1), в котором необходимо задать имя и шифр задачи (если необходимо, дать краткое описание задачи) и самое главное выбрать признак расчетной схемы.
|