Пример расчета пролета мостовой конструкции Общий порядок расчета

1. Создание плоской стержневой модели рамы моста.

2. Умножение плоской рамы с целью создания трехмерной модели стержневой конструкции.

3. Создание пластинчатых элементов модели конструкции и присвоение им заданной толщины. Задание параметров материала.

4. Присвоение поперечного сечения стержневым элементам модели конструкции и задание параметров материала.

5. Закрепление модели конструкции с помощью опор.

6. Задание силовых факторов, действующих на элементы модели.

7. Выполнение расчета.

8. Просмотр результатов расчета.

9. Вывод результатов расчета на печать и в файл формата *.rtf.

Задача

Провести статический расчет и расчет на устойчивость модели металлоконструкции (пролет моста), изображенной на рис. 1.

Рис. 1

Размеры стержневых элементов конструкции (в миллиметрах) приведены на рис. 2.

Стержневые элементы конструкции имеют поперечное сечение Двутавр № 20 с уклоном полок по ГОСТ 8239-89, материал — сталь Ст 3кп. Соединение стержневых элементов друг с другом жесткое. Ширина пролета моста 3500 мм.

Пластины (3 шт.) выполнены из бетона, толщина пластин 300 мм.

Пролет моста установлен на четырех шарнирных опорах, располагающихся по углам нижнего основания.

К бетонным пластинам основания приложена распределенная нагрузка, направленная вертикально вниз, величина нагрузки — 0,1 Н/мм².

Решение

1. Создание плоской стержневой модели рамы моста.

1.1. Установка единиц измерения. Убеждаемся в том, что установлены единицы измерения – мм. Единицы измерения показываются на панели статуса, располагающейся в нижней части основного окна программы. Если установлены другие единицы измерения, то необходимо нажать кнопку «Единицы измерения» (меню Вид/Единицы измерения…) и в открывшемся диалоговом окне «Установки» вкладка «Единицы» выбрать Миллиметры.

1.2. Создание базового (начального) узла. Создавать модель можно в любом из четырех окон (в котором удобнее пользователю), она будет автоматически изображаться на всех остальных видах. В данном случае будем это делать в окне «Вид спереди». Построение стержневой модели начинаем с того, что в произвольном месте выбранного окна ставим начальный (базовый) узел: вначале нажимаем кнопку «Новый узел» на панели инструментов «Нарисовать» (меню Рисование/Узел/По координатам), а затем щелкаем левой кнопкой мыши в произвольной точке окна «Вид спереди». Пусть это будет, например, левый нижний узел модели конструкции.

1.3. Создание стержня. Нажимаем на панели инструментов «Нарисовать» кнопку «Стержень по длине и углу» (меню Рисование/Стержень/По длине и углу), а затем щелкаем левой кнопкой мыши в области чувствительности привязки к узлу и, смещая курсор, «вытягиваем» динамический объект в вертикальном направлении. Затем по щелчку правой кнопки мыши вызываем диалоговое окно «Добавить стержень» для задания координат стержня (в данном случае длины и значения угла):

• В поле ввода «Угол, град» вводим значение 90;

• В поле ввода «Длина, мм» вводим значение 3500.

Угол отсчитывается от правого горизонтального направления в направлении против часовой стрелки.

Аналогичным образом из первоначального узла строим горизонтальный стержень в направлении слева направо, затем из конца этого стержня создаем вертикальный стержень длиной 4500 мм и т.д., вплоть до получения плоской рамы, состоящей их вертикальных и горизонтальных стержней.

1.4. Создание наклонных и пересекающихся стержней. Такие стержни удобно создавать тогда, когда точно определено положение их концов. В этом случае используем режим «Новый стержень», который включается одноименной кнопкой на панели инструментов «Нарисовать» (меню Рисование/Стержень/По координатам). Для построения нового стержня вначале щелкаем левой кнопкой мыши в области чувствительности привязки к узлу, который будет являться началом создаваемого стержня, а затем, смещая курсор, щелкаем в области того узла, который фиксирует конец стержня. Между этими узлами появится новый стержень. Таким же образом строим стержни, соединяющие верхние части плоской рамы, а также пересекающиеся стержни.

1.5. Создание общего узла в точке пересечения двух стержней. Для того чтобы создать узел в точке пересечения двух стержней, следует создать узел на каждом из стержней вблизи точки пересечения, а затем объединить их в один узел. Делается это следующим образом. Вначале переходим в режим создания узла на стержне (кнопка «Новый узел на стержне» на панели инструментов «Нарисовать» или меню Рисование/Узел/На стержне). Затем щелкаем крестиком курсора на том стержне, на котором будем создавать узел. Этот стержень выделится. Кроме того, появится совпадающая с ним динамическая прямая, а другая динамическая прямая, перпендикулярная выделенному стержню, будет «привязана» к указателю мыши. Смещая указатель мыши к видимой точке пересечения стержней, щелкаем левой кнопкой мыши. В полях ввода открывшегося диалогового окна «Узел на стержне» можно уточнить координаты создаваемого узла. Однако в данной задаче положение узла определяется визуально, и уточнять его положение изменением числовых параметров нет никакой необходимости.

Итак, мы зафиксировали узел на первом стержне вблизи точки пересечения со вторым стержнем. Аналогичным образом создаем узел на втором стержне. В результате получаем на пересекающихся стержнях два близкорасположенных узла, которые должны быть объединены.

Для объединения близкорасположенных узлов выбираем пункт меню Инструменты/Соединить узлы.. и в поле ввода открывшегося диалогового окна «Совместить узлы» записываем значение расстояния, на котором будут совмещены узлы, в данном случае пусть это будет 20 мм. Если после нажатия кнопки «ОK» программа выдаст сообщение «Объединено 0 узлов», то это означает, что заданного значения расстояния недостаточно, и эту операцию следует повторить, выбрав большее значение.

Точно таким же образом создаем общие узлы на всех пересекающихся стержнях.