Расчет структуры с нетиповой расчетной схемой

Если геометрическая схема структуры допускает автоматическую генерацию, но при этом некоторые параметры не соответствуют типовой схеме, то после генерации ее можно корректировать. Это требуется в следующих случаях:

• 1) Необходимо ввести в структуру дополнительные стержни или удалить существующие стержни;
• 2) Необходимо переместить опоры структуры или ввести дополнительные опоры;
• 3) Необходимо ввести дополнительные загружения (сейсмические, крановые и др.).

Все перечисленные действия по изменению схемы производятся в обычном режиме с использованием таблиц данных. Рассмотрим некоторые примеры.

Перемещение опор и введение дополнительных опор.

Рассмотрим предыдущий пример структуры пролетом 18×12 м с опиранием на колонны без капителей; при этом консольные свесы со всех сторон будут равны 4,5 м, а общие размеры структуры — 27×21 м. Полученные схемы структуры показаны на рис. 2.4.

Допустим, что полученная в результате генерации схема опирания в 4-х точках при консольных свесах по 4,5 м неприемлема. Необходимо уменьшить консоли до 1,5 м, а опоры поставить по всему контуру через 6 м. Тогда пролет структуры составит 24×18 м, т. е. за счет уменьшения консолей увеличено внутренне пространство здания. Колонны с шагом 6 м могут использоваться для навески стеновых панелей или панелей остекления.

Рис. 2.4. Схема структуры 27×21 м без капителей

На вкладке «Данные-Узлы» удалим связи по первоначальной схеме, затем зададим связи в соответствующих узлах нового контура. Полученная схема структуры показана на рис. 2.5. Далее можно произвести расчет структуры. Масса структуры в данном случае составила 13,31 кг/м2.

Отметим также, что при генерации схемы все 4 опорных узла принимаются несмещаемыми, т. е. на них наложены связи по осям X, Y, Z. Однако для геометрической неизменяемости достаточно только одного несмещаемого узла, и еще не менее 3-х узлов должны иметь вертикальные связи по оси Z.

Рис. 2.5. Схема структуры 27×21 м с опиранием

В частности, для рассматриваемого примера можно оставить только один угловой несмещаемый узел, а в остальных опорных узлах оставить только вертикальные связи, то картина усилий изменится. Проведенный расчет показал, что сечения типоразмеров несколько изменились и масса структуры составила 14,16 кг/м2, т. е. увеличилась на (14,16 — 13,31)/13,31 = 6,4%.

В реальных расчетах нужно принимать такие опорные закрепления, которые соответствуют конструктивным решениям опорных узлов. Отметим также, что уменьшение числа несмещаемых узлов приводит к снижению общей жесткости и увеличению прогибов структуры.

Введение

дополнительных загружений.

Допустим, что кроме постоянной и снеговой нагрузок, заданных при генерации схемы, нужно еще ввести дополнительно вертикальную сейсмическую нагрузку. Рассмотрим ранее решенный пример структуры 24×30 м с капителями; в меню «Файл-Параметры» введем параметры сейсмической нагрузки, интенсивность нагрузки примем 7,8 и 9 баллов.

Рис. 2.6. Ввод параметров сейсмической нагрузки

Распределенную сейсмическую нагрузку приложим в узлах верхнего пояса через один (рис. 2.7), при этом сосредоточенные силы для средних узлов, узлов вдоль контура и угловых узлов составят соответственно:

m1 = 1,925· 6·6 = 69,3 кн;

m2 = 1,925· 3·6 = 34,65 кн;

m3 = 1,925· 3·3 = 17,325 кн.

На вкладке «Данные» введем новую группу загружений и исправим коэффициенты сочетаний с учетом наличия особой нагрузки. Затем введем загружение вертикальной сейсмической нагрузкой и сами узловые нагрузки. Схема расположения сосредоточенных сил показана на рис. 2.7.

Результаты расчета показали, что при интенсивности сейсмической нагрузки 7,8 и 9 баллов увеличения массы структуры не происходит — это объясняется незначительным пролетом конструкции. Периоды собственных колебаний структуры для заданных 3-х форм составили соответственно 0,304, 0,281 и 0,267 секунды.

Рис. 2.7. Схема расположения сосредоточенных сил для расчета на сейсмическую нагрузку