6.1.2. Использование в стержнево-пластинчатых моделях конструкциях пластин без жесткости
В ряде строительных конструкций, часто называемых фасадными (различные балконные конструкции, зимние сады, стеклянные купола и т. п.), используется несущий стержневой каркас вместе со вставляемыми в плоские рамы стеклопакетами.
Особенность такого рода конструкций заключается в том, что нагружать стеклопакеты значительными по величине нагрузками, возникающими при деформации стержневого каркаса, нельзя. Поэтому стеклопакеты устанавливаются в рамы с определенными зазорами, заполняемыми упругими средами, например, резиной. Деформация несущей стержневой конструкции происходит в пределах этих зазоров, что позволяет стеклопакетам избежать воздействия значительных нагрузок.
Следовательно, при моделировании подобных конструкций надо учитывать, что стеклопакеты не принимают участия е формировании общей матрицы жесткости модели, но вместе с тем они способны собирать и передавать на стержневой каркас такие виды нагрузок, как ветровые и снеговые, а также собственный вес.
Для того чтобы иметь возможность моделировать фасадные конструкции со стеклопакетами, в АРМ Structure3D используются так называемые пластины без жесткости.
6.1.2.1. Создание пластин без жесткости и их особенности
Пластины без жесткости могут быть четырехугольной или треугольной формы, но в отличие от пластин с жесткостью имеют некоторые особенности моделирования:
пластины без жесткости не разбиваются на конечные элементы;
узлы пластин без жесткости должны опираться или на опоры, или на узлы стержневой модели, или на узлы пластин с жесткостью.
Учитывая вышеперечисленные особенности, рассмотрим процесс создания пластин без жесткости на примере модели рамы, в которую вставлены стекла (рис. 6.12).
В этой модели каждая из вставленных в раму пластин соединяется со стержневым каркасом в четырех узлах. Для того чтобы эти элементы стали плас-
Рнс. 6.12. Модель рамы с пластинами- Рис. 6.13. Карта напряжений модели рамы
стеклами с пластинами без жесткости
тинами без жесткости, нужно после их выделения выбрать в меню «Свойства» пункт «Пластина без Жесткости» и подтвердить решение сделать данные пластины пластинами без жесткости, ч. е. установить флажок в появившемся окне подтверждения.
Замечание 1. Если условия, предъявляемые к пластинам без жесткости, будут выполнены не для всех пластин, на экране монитора появится сообщение, что «Невозможно применить операцию к некоторым пластинам». Такие пластины останутся выделенными.
Замечание 2. Если необходимо вернуться назад, т.е. из пластин без жесткости сделать пластины с жесткостью, то следует проделать все операции по построению пластин без жесткости, но флажок в появившемся окне подтверждения не устанавливать, тогда выделенные пластины станут пластинами с жесткостью.
Для того чтобы убедиться, что данная пластина действительно является пластиной без жесткости, воспользуйтесь кнопкой «Информация о пластине», находящейся на панели инструментов «Свойства» (меню «Свойства», пункт «Информация о пластине»), и щелкните указателем мыши на рассматриваемой пластине. Это приведет к открытию окна «Список пластин» (см. рис. 4,1.4), в котором под списком пластин будет указано, обладает данная пластина жесткостью или нет.
Пластины без жесткости могут нагружаться распределенной нагрузкой, а также ветровой и снеговой нагрузками (см. п. 8.3.1). Кроме того, можно задавать толщину пластин и материал, из которого они изготовлены.
При расчете модели конструкции, имеющей пластины без жесткости, учитывается вес пластин, а также передаваемые им ветровая и снеговая нагрузки (при задании и учете соответствующих силовых факторов), однако на карте результатов (напряжений, перемещений и нагрузок) эти пластины изображаться не будут (рис. 6.13).