Моделирование и расчет канатной арматуры в САПФИР-3D на базе готовой модели в ЛИРА-САПР

В данной статье описывается моделирование и расчет канатной пост-напряженной арматуры на базе готовой модели в ЛИРА-САПР посредством комбинации инструментов в САПФИР-3D и подсистемы САПФИР-Генератор.

В готовой расчетной схеме в ВИЗОР-САПР выделяется необходимый элемент конструкции (рис.1) и с помощью инструмента «Создать фрагмент в САПФИРЕ» переходим непосредственно в САПФИР-3D.

Рис.1. Фрагмент расчетной схемы в ВИЗОР-САПР.png

Рис.1. Фрагмент расчетной схемы в ВИЗОР-САПР

В препроцессоре используем систему визуального программирования САПФИР-Генератор и подгружаем готовый блок нодов (рис.2). Целью данной цепочки нодов является автоматизация проектирования канатной арматуры, а именно образование «связующих» стержней, которые служат для передачи усилий от натяжения на конструкцию.

Рис.2 Фрагмента схемы переданный в САПФИР-3D из ВИЗОР-САПР с помощью инструмента Создать фрагмент в САПФИРЕ.png

Рис.2 Фрагмента схемы, переданный в САПФИР-3D из ВИЗОР-САПР с помощью инструмента «Создать фрагмент в САПФИРЕ»

Исходными данными являются: подложка dxf и прямая линия (рис.3), которая «считывает» готовую триангуляцию рассматриваемого элемента.

Рис.3 Блок нодов (создание модели САПФИР на основе dxf подложки).png

Рис.3 Блок нодов (создание модели САПФИР на основе dxf подложки)

Подложка выполнена с соблюдением определенных требований:

  1. Сплайн (профиль каната) переводится в полилинии.
  2. Объекты разделены по слоям AutoCAD.
  3. Лишние слои и объекты удалены.   

При импорте подложки ее необходимо сориентировать в пространстве и совместить с фрагментированной конструкцией используя стандартные инструменты редактирования и вращения (рис.4).

Рис.4 Совмещенная подложка с исходным фрагментом расчетной схемы.png

Рис.4 Совмещенная подложка с исходным фрагментом расчетной схемы

Прямая линия строится посредством указания каждой точки триангуляции исходного элемента для получения набора точек (рис. 5). В каждой точке будет образована плоскость ориентированная вдоль оси Z, которая будет разбивать (при пересечении линии и плоскости) кривую траектории каната с образованием точки.

Рис.5 Построение линии по точкам триангуляционной сети исходного фрагмента расчетной схемы.png

Рис. 5 Построение линии по точкам триангуляционной сети исходного фрагмента расчетной схемы

Таким образом формируется второй набор точек, который в паре с первым набором позволяет создать прямые вертикальные отрезки (рис.6) (в виде балочек сечением 5х5, которые можно будет быстро отфильтровать в ВИЗОР-САПР и переназначить как КЭ10 (численное), либо сменить тип конечного элемента в окне Свойств-Жесткость в САПФИР-3D). Связующие отрезки с жесткостью КЭ10 (численное) будут передавать усилия от напряжения на конструкцию. Кривая каната получает тип конструктива – стержень с контуром сечения – канат (рис.7).

Рис.6 Создание наборов точек.png

Рис. 6 Создание наборов точек

Рис.7 Блок нодов для разбивки каната с таким же шагом как и в исходном фрагменте расчетной схемы; создания связующих отрезков.png

Рис.7 Блок нодов для разбивки каната с таким же шагом как и в исходном фрагменте расчетной схемы; создания связующих отрезков

После создания каната и КЭ10 рассчитываем потери пост-напряжения используя специальный новый нод, к которому на вход подаем параболу, а остальные параметры, связанные с бетоном и арматурой, заполняем в свойствах нода. Нод подсчитывает угловые потери от трения каната и учитывает все исходные данные и выводит результат в табличной форме, которую можно сохранить в формате *.HTML (рис.8).

Рис.8а Вывод результата расчета потерь напряжения в информационной панели.png

а)

Рис.8б Вывод результата расчета потерь напряжения в табличной форме.png

б)
Рис.8 Вывод результата расчета потерь напряжения:
а) в информационной панели; б) в табличной форме (экспорт в *. HTML)

В таблице выведены все ключевые параметры, которые необходимо контролировать инженеру, такие как: сечение каната Ар (мм), сумма угловых перемещений θ (°), длина троса Lt (м), максимальное напряжение Pmax (кН), составляющие потерь 1-го рода ∆Pmu, ∆Psl, ∆Pel, ∆Pr (кН) и сумма потерь 1-го рода ∆P1 (кН, %), начальная сила напряжения Pm0, (кН), относительное удлинение троса ∆L (мм), потери 2-го рода ∆P2 (кН, %), общие потери (%), натяжение и усилие в тросе после всех потерь P (кН) и σ (МПа), температурное выражение напряжения после всех потерь Т (С°).

После получения результатов выполняем стандартные операции: обновить расчетную модель, дотянуть, пересечь и возвращаемся в ВИЗОР-САПР.

В ВИЗОР-САПР задаем натяжение каната посредством нагрузки равномерного нагрева на стержни, переназначаем балки сечением 5х5(мм) в КЭ10 (если не выполнили это в САПФИРе), и в результате получаем схему с пост-напряженными конструкциями готовую к расчету и анализу.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

  • 538
Поделиться публикацией:

ДАКК

Днепропетровская Архитектурно-Конструкторская Компания - проектирование объектов различной сложности и назначения с применением новейших строительных и архитектурных решений
Официальный сайт: www.dakk.biz

Другие публикации этого автора


Комментарии