p align="left"> На следующем этапе проектирования конструкции назначаем жесткости элементам: - для задачи текущего типа жесткости войти в меню ЖЕСТКОСТЬ /ЖЕСТКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ (пиктограмма ); - в диалоговом окне указать на строку "Брус 20x40" (он выделится синим цветом). Дальше установить этот тип жесткости как текущий. Это можно сделать двумя способами: или двойным щелчком левой клавиши мыши на этой строке или нажатием на кнопку "Установит как текущий тип"; - на расчетной схеме выделим элементы сечением 20x40 (все элементы) и нажимаем кнопку «Назначить». Для назначения нагрузок в меню НАГРУЗКА рядом с другими командами находятся команда изменения номера загрузки (НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ) и команда задачи типа нагрузки (НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ). Рассмотрим задачу нагрузок в 3-х загрузках. Назначим как нагрузку в 1-ом загружении - собственный вес. Для этого необходимо: - выделить все элементы схемы; - подать команду НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ и установить номер загрузки 1 (по умолчанию); - войти в меню НАГРУЗКА и выбрать команду ДОБАВИТЬ СОБСТВЕННЫЙ ВЕС. Назначим нагрузку во 2-ом загружении, выполнив следующую последовательность действий: - выбрать команду НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ (пиктограмма ) и задать номер активной загрузки 2; - выделить первый элемент схемы; - подать команду НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ; - назначить сосредоточенную силу на этот элемент: а) в диалоговой панели «Задание нагрузок» с помощью переключателя указать систему координат "Местная"; б) с помощью переключателя задать направление действия нагрузки вдоль местной оси Z; в) для того, чтобы задать сосредоточенную силу, в диалоговом окне выбрать пиктограмму ; г) в диалоговом окне задать величину силы Р =5.5 т и расстояние точки приложения силы от первого узла элемента b = 2.1 м; д) нажать кнопку «Подтвердить». Аналогично назначаем нагрузку для второго элемента: в диалоговом окне для задания сосредоточенной силы задаем величину силы Р =11.5 т и расстояние точки приложения силы от первого узла элемента b = 2.1 м, нажимаем кнопку «Подтвердить». Назначим нагрузка в 3-ем загружении. Для задачи распределенной силы на элемент 3 необходимо: - выделить на схеме элемент 3; - изменить номер загрузки на 3 (НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ); - подать команду НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ: а) в диалоговой панели указать систему координат "Местная"; б) задать направление действия нагрузки вдоль местной оси Z; в) для того, чтобы задать равномерно-распределенную нагрузку в диалоговом окне выбрать кнопку ; г) в диалоговом окне, которое появилось, задать величину силы Р =1,9 т/м; д) нажать на кнопку «Подтвердить». Аналогично задаем распределенную силу на элемент 4: -в диалоговом окне НАГРУЗКА/НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ задаем величину равномерно-распределенную нагрузки - сила Р =1,1 т/м, - нажимаем на кнопку «Подтвердить». Формирование таблицы расчетных соединений усилий (РСУ): - в меню НАГРУЗКА выбрать команду РСУ, а потом - пункт Генерация таблицы РСУ; - выбрать вид загрузки для 1-го загружения (пункт постоянное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в сведенной информационной таблице РСУ и автоматически переключится номер загрузки на 2-и); - выбрать вид загрузки для второй загрузки (пункт кратковременное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в сведенной информационной таблице РСУ и автоматически переключится номер загрузки на 3-и); - выбрать вид загрузки для четвертой загрузки (пункт временное длительное в имеющемся списке); - указать на кнопку «Подтвердить» (после этого введенные данные отобразятся отдельной строкой в сведенной информационной таблице РСУ); - указать на кнопку "Закончить". Для выполнения расчета необходимо выбрать команду РЕЖИМ/ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ (пиктограмма ). После выполнения расчета ЛИР-ВИЗОР остается в режиме формирования расчетной схемы конструкции. 2.1.4 Визуализация результатов расчета Для отображения на экране результатов расчета графически: - войдем в меню РЕЖИМ/РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА (пиктограмма ); - выведем на экран эпюры нагрузок в разных загружениях на деформированной или на недеформированной схеме (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ); - выведем на экран эпюры Qz в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ или пиктограмма ). Получаем схему следующего вида: - выведем на экран эпюры My в 1-м загружении недеформированной схемы (команда УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ/ЭПЮРЫ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ или пиктограмма ). Получаем схему следующего вида: Схема будет иметь такой вид: Аналогично выводятся эпюры для других номеров загружений: эпюра Qz во 2-м загружении недеформированной схемы: эпюра My в 2-м загружении недеформированной схемы: эпюры Qz в 3-м загружении недеформированной схемы: эпюры My в 3-м загружении недеформированной схемы: Полученные результаты были вставлены в отчет выполненной работы с помощью ДОКУМЕНТАТОРА. 2.2 Арочная ферма 2.2.1 Понятие арочной фермы как стержневой системы ФЕРМА (франц. ferme - от лат. firmus - прочный), в строительной механике - геометрически неизменяемая стержневая система, у которой все узлы принимаются при расчете шарнирными. Металлические, железобетонные, деревянные и комбинированные фермы применяют в покрытиях зданий, мостах и др. В настоящее время термин «ферма» имеет более широкую трактовку, чем раньше - сейчас им обозначают и фермы с криволинейным верхним поясом (т.н. арочные фермы), и замкнутые рамы (безраскосные фермы), а нагрузка возможна и внеузловая. Другой, еще более совершенной и сложной конструкцией, которая почти не использовалась до 20 века, является арка. Арочные конструкции применяются для перекрытия значительных пролетов, соизмеримых с пролетами ферм, но в отличие от них, арки при одинаковых условиях менее материалоёмкие, т.е. легкие. Низкая материалоёмкость арок обеспечивается сложным расчетом при проектировании и соответствующим уровнем монтажных работ. Наиболее распространенные виды арок - это лучковые, циркульные и стрельчатые арки. Арочные фермы - это особый вид конструкций, которые схожи и с арками и с фермами, но при этом выгодно отличаются и от тех и от других. В отличие от арок, арочные фермы не имеют распора, а от ферм они отличаются большей несущей способностью при меньшей материалоёмкости. Все эти особенности делают арочные фермы конструкцией, уникальной по своим потребительским свойствам. Арочные фермы - это фермы, в которых шарниры работают на сжатие. 2.2.2 Постановка задачи для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) арочной фермы Постановка задачи и исходные данные: 1) рассчитать и проанализировать напряженно-деформированное состояние арочной фермы ( рис. 2.2). Арочная ферма состоит из труб, внешний диаметр которой D = 12 мм и внутренний диаметр d=10 мм. Рис. 2.2 Арочная ферма Пролет арочной фермы имеет длину 12 м, высоту 4,5 м. Вписанный изгиб арки рассчитать по формуле: Механические характеристики: модуль Юнга Е= 2,1е7 тс/м3; плотность материала Ro=2,75 тс/м3. Нагрузка на конструкцию: а) сосредоточенные силы в 1-ом и 2-ом пролетах, соответственно, по 6 т и 13 т (1 загружение); б) распределенная нагрузка в 3-ем и 4-ом пролетах - 1,3 т/м в 3-ем и 4-ом пролетах - 1,3 т/м и в 5-ом и 6-ом пролетах - 3 т/м (2 загружение). 2) Вывести эпюры поперечных сил и сгибающих моментов в каждм загружении. 2.2.3 Алгоритм вычисления НДС арочной фермы Для построения балки при открытии ПК ЛИР-ВИЗОР необходимо создать новый файл. Для этого необходимо в меню ФАЙЛ выбрать команду НОВЫЙ и в диалоговом окне, которая открылась, «ПРИЗНАК СХЕМЫ» ввести такие данные: имя файла - БАЛКА, признак схемы - 2 ( Три степени свободы в узле - два перемещения и поворот в плоскости X0Z). Для создания геометрии схемы необходимо выбрать команду СХЕМА/СОЗДАНИЕ/РЕГУЛЯРНЫЕ ФРАГМЕНТЫ И СЕТИ (пиктограмма ). В соответствующих окнах диалоговой панели «Создание плоских фрагментов и сетей» указать следующие значения: |
шаг вдоль 1-и (горизонтальной) оси | шаг вдоль 2-и (вертикальной) оси | | Значение | Количество | Значение | Количество | | L(м) | N | L(м) | N | | 12 | 1 | 4.5 | 1 | | |
Теперь необходимо разделить вертикальные элементы на 2 равные части дополнительным узлом посередине и горизонтальный элемент на 6 равных частей. Для этого выбираем команду СХЕМА/КОРРЕКТИРОВКА/ДОБАВИТЬ ЭЛЕМЕНТ/Разделить на N равных частей и, выделив вертикальные элементы, в появившемся окошке ввести цифру 2 и нажать «Применить». Аналогично для горизонтального элемента - цифру 6 и нажать «Применить». При этом вышеуказанные элементы будут разделены появившимися узлами. Для того, чтобы нарисовать часть окружности, вписанной в раму, необходимо сначала определить значение координаты z по формуле f-R. В этом примере f=2,25 м, R=9,12 м, поэтому координата точки z равняется «-4,62 м». Теперь необходимо вписать в раму круг, центр которого находится в точке х=6м, z=-4,62м. Выберем пункт меню СХЕМА/КОРРЕКТИРОВКА/ ДОБАВИТЬ УЗЕЛ. Введем в диалоговое окно ДОБАВИТ УЗЕЛ значение параметров x=6, y=0, z= -4.62, Выбор плоскости - XOZ, R= 9.12, n=60, Fi2=180 и нажать «Применить». На экране появится конструкция, в которой необходимо удалить лишние элементы, выделив растяжкой лишние узлы и элементы и нажав Del. Создать вертикальные ребра жесткости. Для этого необходимо соединить узлы горизонтальной балки с узлами, которые находятся на круге с помощью стержней (пункт меню СХЕМА/ КОРРЕКТИРОВКА /ДОБАВИТ ЭЛЕМЕНТ/ ДОБАВИТЬ СТЕРЖЕНЬ). После этого нажать на кнопку «Применить». Для того, чтобы добавить шарнир в центре вертикальной балки необходимо: выделить элемент, где будет расположен шарнир; избрать меню ЖЕСТКОСТИ/ШАРНИРЫ; установить в окне ШАРНИРЫ переключатель для второго узла в направлении UY. В результате выполненных построений наша конструкция примет вид: Задать закрепление узлов можно, используя команду СХЕМА/СВЯЗИ или пиктограмму . Для этого необходимо: - выделить нижние узлы командой ВЫБОР/ОТМЕТКА УЗЛОВ; - подать команду СХЕМА/СВЯЗИ; - назначить в диалоговой панели «Связи в узлах» связи по перемещениям X и Z; - нажать на кнопку «Подтвердить». Все узлы, которым предназначенные связи, приобретают синий цвет. Выбор необходимых жесткостей элементов осуществляется командой ЖЕСТКОСТИ/ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ (пиктограмма ). Для формирования списка типов жесткости указываем на кнопку "Добавить". В этой задаче в диалоговом окне «Жесткости элементов» необходимо выбирать такое сечения элементов - Кольцо. В диалоговой панели «Задание стандартного сечения» необходимо указать следующие параметры: модуль упругости - E = 2.1е7 тс/м2, геометрические размеры сечения - D = 12 мм, d = 10 мм , объемный вес - Ro =2.75 тс/м3 Для дальнейшего применения выбранного сечения необходимо нажать на кнопку «Применить». При этом откроется диалоговое окно, в котором содержится следующий список сечений: "Кольцо 12х10" На следующем этапе проектирования конструкции назначаем жесткости элементам: - для задачи текущего типа жесткости войти в меню ЖЕСТКОСТЬ /ЖЕСТКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ;
Страницы: 1, 2, 3
|