Этап — мкэ расчет.

МКЭ расчет производится после того, как успешно произведен расчет всего здания. МКЭ расчет включает:

- формирование расчетной конечно‑элементной схемы с учетом заданных параметров в диалоге МКЭ расчет;

- собственно расчет, выполняемый процессором по методу конечных элементов в форме перемещений, в том числе:

- статический расчет;

- динамический расчет.

- вычисление нагрузок на стены и фундаменты;

- определение напряжений в уровнях, заданных для программы КИРПИЧ;

- подбор столбчатых и ленточных фундаментов под колонны и стены первого этажа на основании комбинаций расчетных нагрузок;

- пересчет расчетного % армирования для колонн, балок, стен, фундаментов, фундаментных плит на основании расчетных сочетаний усилий;

- пересчет расхода материалов и стоимости;

- подготовку данных для экспорта в программы КОЛОННА, ФУНДАМЕНТ, ПЛИТА (данные о фундаментных плитах), КИРПИЧ.

Формирование расчетной схемы.

Это первый этап решения задачи методом конечных элементов. Исследуемая модель расчленяется на конечные элементы с определенной жесткостью. Моделируются граничные условия и нагрузки. Для расчета на динамические воздействия определяются расположение и веса масс. Разбивка на конечные элементы и густота сетки определяются условиями конкретной задачи. Густоту сетки можно регулировать, изменяя значение шага триангуляции. Задаваемый шаг триангуляции — максимально возможная длина стороны треугольного или четырехугольного конечного элемента оболочки.

При создании расчетной схемы приняты следующие правила:

- Признак схемы — 5, шесть степеней свободы в узле.

- Колонны и пролеты балок моделируются универсальными стержневыми конечными элементами (КЭ-10). Разбивка конструктивных элементов на отдельные стержни зависит от заданного шага триангуляции, если эти элементы находятся в плоскости плиты или стены.

- Плиты перекрытия и стены моделируются универсальными треугольными конечными элементами плоской оболочки (КЭ-42). Шаг триангуляции регулируется пользователем в диалоге МКЭ Расчет. Элементы конструкции перекрытия этажа: плиты перекрытия и балки, а также стены по всей высоте здания могут быть представлены в виде суперэлементов. ПРИМЕЧАНИЕ. В случае применения суперэлементов из расчетной схемы вычленяются расчетные подсхемы — суперэлементы. Обеспечивается стыковка и взаимодействие суперэлементов с основной схемой, которая в этом случае будет состоять из оставшихся конечных элементов и суперузлов (узлов стыковки).

- Фундаментные плиты моделируются универсальными треугольными конечными элементами плоской оболочки (КЭ-42) с заданными параметрами упругого основания c₁, c₂. В случае фундаментных плит на свайном основании по заданной распределенной жесткости свай вычисляется приведенный коэффициент c₁, коэффициент c₂ принимается равным нулю. Шаг триангуляции регулируется пользователем в диалоге МКЭ Расчет.

- Если фундаментные плиты не моделируются, то на все узлы стержневых и плоскостных элементов, которые находятся в горизонтальной плоскости проходящей через отметку 0,000, назначаются связи по всем направлениям и углам поворота (x, y, z, u_x, u_y, u_z). Если фундаментные плиты моделируются, то узлы фундаментных плит закрепляются от перемещений в горизонтальной плоскости (x, y). Шарниры в схему не вводятся.

- Жесткости элементов назначаются по результатам предварительного расчета всего здания. Типы сечений — брус, кольцо (круг), пластина. Коэффициент Пуассона принят равным 0,2. Жесткие вставки в схему не вводятся. Учитывается заданный угол вращения местных осей колонн.

- Формируются заданные виды загружений. Учитывается собственный вес элементов. Все нагрузки, кроме равномерно распределенной по всей плоскости плиты, приводятся к массиву сосредоточенных нагрузок.

- Ветровая нагрузка на здание прикладывается в узлы схемы в уровне плит перекрытий Пульсационная составляющая, полученная по результатам предварительного расчета всего здания, рассматривается в составе суммарной ветровой нагрузки. Расчет на ветровые воздействия выполняется как статический.

Статический расчет.

Статический расчет выполняется на нагрузки постоянного, длительного, кратковременного загружений, а также на ветровые воздействия. Ветровая нагрузка в МКЭ расчете рассматривается как статическая. В состав рассматриваемой ветровой нагрузки включена пульсационная составляющая, определенная при расчете всего здания.

Последовательность расчета:

построение матриц жесткости;

формирование системы канонических уравнений;

решение системы уравнений и вычисление значений узловых перемещений;

определение компонент напряженно-деформированного состояния исследуемой схемы по найденным значениям узловых перемещений.