3.4. Встановлення зв’язків та шарнірів в арці

Щоб задати опорні зв’язки арки, потрібно перейти до розділу «Назначения» і клацнути на піктограмі «Установка связей в узлах». Відкривається діалогове вікно «Связи» (рис. 53). За умовою задачі лівий кінець арки прикріплений до основи шарнірно нерухомою опорою. Тому у вікні «Связи» фіксуємо кнопки X та Z. Клацнувши «ОК», виділяємо курсором лівий шарнірно нерухомий вузол арки. Натискаємо «Подтверждение» в панелі інструментів. Аналогічно встановлюємо шарнірно рухому опору, але фіксуємо лише кнопку Z.

Рис. 53

Щоб встановити шарніри, потрібно в розділі «Назначения» клацнути на піктограму «Установка шарниров». Відкриється вікно «Условия примыкания стержней» (рис. 54), в якому у випадку наявності затяжки слід поставити галочку у полі з позначенням «UY» для вузла 1 та вузла 2. Натискаємо «ОК» і виділяємо курсором затяжку. Натискаємо .

Рис. 54

Тепер кінці затяжки можуть вільно обертатися навколо осі, що проведена через її кінцеві точки паралельно осі «Y».

Шарнір в точці С вводимо аналогічно, але у вікні «Условия примыкания стержней» (рис. 54) ставимо галочку у полі з позначенням «UY» лише для вузла 1. Графічним курсором слід виділити елемент, що містить точку С, причому вона для цього елемента являється першою (тобто з меншим номером).

3.5. Призначення типу скінченного елемента

Після того, як геометрична схема ферми повністю сформована, слід перевірити номер типу скінченного елемента усіх стержнів. Для цього на панелі фільтрів слід натиснути кнопку «Типы элементов». Для плоскої арки усі її елементи, окрім затяжки, повинні мати тип 2 - «Стержень плоской рамы», а затяжка – тип 1- «Стержень плоской фермы».

Рис. 55

3.6. Введення характеристик жорсткості елементів

Жорсткості для елементів арки задаються так само, як для елементів рами (приклад 1) та ферми (приклад 2). Враховуючи велику кількість елементів в арці порівняно з фермою після відповідних установок в діалоговому вікні «Жесткости стержневых элементов» виділяти елементи на схемі зручніше за допомогою курсора у вигляді прямокутника.

Для цього слід натиснути праву кнопку мишки. З’явиться вікно «Выбор узлов и элементов» (рис. 56)

В цьому вікні в полі «Выбор стержней» фіксуємо кнопку «Наклонные». В полі «Вид курсора» вибираємо «Прямоугольник». Виділяємо прямокутником всю схему арки (рис. 57). Затяжка не виділилася, хоча й потрапила в зону виділення, тому що не є нахиленим елементом.

Для виділення затяжки у вікні «Выбор узлов и элементов» (рис. 56) слід натиснути кнопку «Одиночный выбор», після цього клацнути на затяжці.

Рис. 56

3.7. Задання навантаження

Згідно із завданням, перше навантаження складається із зосередженої сили та двох розподілених навантажень. Зосереджена сила Р=30kH знаходиться на відстані (λ/2)L=2,4м від лівої опори. За допомогою вікна «Информация об узле» (рис.51) знаходимо два вузли, між якими знаходиться елемент, якому належить точка, розміщена на відстані 2,4м від лівої опори. Такими є вузли під номерами 32(2,49; 0,00; 1,59) та 33(2,19; 0,00; 1,46). Від вузла 32 точка прикладання сили Р знаходиться на відстані : 2,49-2,4=0,09м по осі Х.

В розділі «Загружения» натискаємо на піктограму - «Нагрузки на стержни». З’являється вікно «Задание местных нагрузок на стержневые элементы» (рис. 22). У цьому вікні вибираємо загальну систему координат, зосереджене навантаження, напрям дії сили – вісь Z, величина сили – 30kH, відстань від початкового вузла елемента – 0,09м. Натискаємо «ОK». На схемі вказуємо елемент між вузлами 32 та 33 (рис. 57). Для підтвердження натискаємо .

Розподілені навантаження q₁=2kH/м та q₂=3kH/м прикладені по всій довжині прольоту арки. Причому точка закінчення дії q₁ є точкою початку дії q₂. Ця точка, згідно із завданням, розміщена на відстані λL=4,8м від лівої опори. За допомогою вікна «Информация об узле»(рис. 21) знаходимо два вузли, між якими знаходиться елемент, якому належить точка, розміщена на відстані 4,8м від лівої опори. Такими є вузли під номерами 24(5,03; 0,00; 2,26) та 25(4,71; 0,00; 2,22), а елемент – під номером 22.

В розділі «Загружения» натискаємо на піктограму - «Нагрузки на стержни». З’являється вікно «Задание местных нагрузок на стержневые элементы» (рис. 22). У цьому вікні вибираємо загальну систему координат, розподілене навантаження, напрям дії сили – вісь Z, величина сили – 2 kH/м. На схемі вказуємо елементи №23 - №36, розміщені ліворуч елемента №22. Для підтвердження натискаємо . Аналогічно задаємо навантаження q₂=3kH/м на елементи №1 - №21, розміщені праворуч від елемента №22. В результаті схема буде мати вигляд як на рис. 58.

До елемента №22 прикладено одночасно два розподілених навантаження. В розділі «Загружения» натискаємо на піктограму - «Нагрузки на стержни». З’являється вікно «Задание местных нагрузок на стержневые элементы» (рис. 22). У цьому вікні вибираємо загальну систему координат, трапецієподібне розподілене навантаження, напрям дії сили – вісь Z, величина сили на початку і в кінці – 3 kH/м. Відстань початкової точки прикладання розподіленого навантаження від вузла з меншим номером – 0,23м, кінцевої точки - 0,32м. На схемі вказуємо елемент №22. Для підтвердження натискаємо .

Аналогічно до елемента №22 прикладаємо навантаження q₂. Відстань початкової точки прикладання розподіленого навантаження від вузла з меншим номером – 0,00м. Відстань кінцевої точки прикладання розподіленого навантаження від вузла з меншим номером – 0,23м.

На панелі інструментів натискаємо кнопку «Сохранить/Добавить загружение». З’являється вікно «Сохранить загружение» (рис. 23). У цьому вікні навантаженню присвоюємо ім’я «Постійне» і номер «1».

Натискаємо кнопку «Добавить группу нагрузок». З’являється вікно «Сохранить группу нагрузок» (рис. 59). Присвоюємо групі навантажень ім’я, наприклад, «11». Натискаємо «ОК».

Натискаємо кнопку «Снять все нагрузки» на панелі інструментів. Після цього можна приступати до прикладання наступного навантаження. За завданням це є розподілене навантаження, що діє вздовж осі Х по висоті арки з інтенсивністю зверху – q₃=1 kH/м, знизу – λq₃=0.4 kH/м. В розділі «Загружения» натискаємо на піктограму - «Нагрузки на стержни». З’являється вікно «Задание местных нагрузок на стержневые элементы» (рис.22). У цьому вікні вибираємо загальну систему координат, навантаження на групу елементів, напрям дії сили – вісь Х, величину сили на початку - «-0,4» і в кінці – «-1»kH/м. На схемі вказуємо елементи №19 – №36. Для підтвердження натискаємо . На панелі інструментів натискаємо кнопку «Сохранить/Добавить загружение». З’являється вікно «Сохранить загружение» (рис. 23). У цьому вікні навантаженню присвоюємо ім’я «Вітрове», і номер «2». Групі навантаження присвоюємо ім’я, наприклад, «21». Схеме буде мати вигляд як на рис.60.

Натискаємо кнопку «Снять все нагрузки» на панелі інструментів.

Третій вид навантаження – одночасна дія постійного та вітрового. Щоб задати таке навантаження, не обов’язково заново задавати усі навантаження. Для цього скористаємось опцією «Сборка загружений из групп нагрузок», яка активується за допомогою кнопки (рис. 61). У вікні що відкрилося, вибираємо закладку «Формирование загружения из групп» і ставимо галочки у стрічці з іменем групи «21» та«11». Натискаємо «Выполнить». Зберігаємо навантаження під іменем «Сумарне». Графічний екран набуде вигляду, як на рис. 62.

В розділі «Управление» потрібно провести «Упаковку данных» за допомо-гою кнопки . Розрахунок арки проводиться в тій самій послідовності, що й розрахунок рами та ферми.