Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1247

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
996.83 Кб
Скачать

е р и я в н у т р и в у з о в с к и х СибАДИм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И

Министерство науки высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

« ибирский государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Строительные конструкции»

Л.В. Красотина, Н.Н. Разливкина

ТЕОРИЯ Р СЧЕТА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИСТЕМ

Методические указания к лабораторным работам

Омск ▪ 2019

УДК 624.011.1:624.011.78 ББК 38.55:38.56

К 78

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

Рецензент

канд. техн. наук, доц. М.В. Максимова (СибАДИ)

СибАДИ

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве

метод ческ х указан й.

 

 

 

 

Красот на, Лар са Владимировна.

 

 

 

К78 Теор я расчета пространственных

систем [Электронный ресурс] :

метод ческ е указан я к

ла ораторным

работам

/

Л.В. Красотина,

Н.Н. Разл вк на. – (Серия внутривузовских методических указаний СибАДИ). –

Электрон. дан. – Омск : Си АДИ, 2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/

irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe.

- Режим

доступа:

для

авторизованных

пользователей.

 

 

 

 

Содержат метод ку расчета конструкций к лабораторным работам по дисциплине «Теория расчета пространственных систем». Способствует более глубокому усвоению основных теоретических положений курса.

Рекомендованы о учающимся по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений».

Подготовлены на кафедре «Строительные конструкции».

Текстовое (символьное) издание (649 КБ)

Системные требования:Intel,3,4GHz;150Мб;WindowsXP/Vista/7;DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:

Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка В. . Черкашина

Издание первое. Дата подписания к использованию 22.01.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5

РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019

Введение

Лабораторные занятия по дисциплине «Теория расчета пространственных систем» необходимы для более углубленного изучения курса.

Разработанные методические указания содержат методику расчета пространственных конструкций по основным темам дисциплины.

Материалы могут быть использованы в дипломном проектировании.

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №1

 

 

 

 

Пространственные фермы. Основные положения образования и расчёта

 

рование

 

 

 

 

 

 

СЦели задачи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продемонстр ровать процедуру построения расчетной схемы;

 

 

 

 

продемонстр ровать процедуру задания упругого основания;

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

показать техн

ку задания нагрузок и сейсмического воздействия.

 

ЗАДАНИЕ 1: модел

 

пространственного каркаса одноэтажного про-

 

мышленного здан я в ПК «Лира 9.6» по заданным исходным данным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

Б

Высота

В

 

 

вар

Схема

Пролет

 

 

Шаг по-

Высота

Снего-

 

Ветровой

 

 

 

перечных

фермы в

фермы на

вой рай-

 

 

 

фермы

 

L, м

 

 

рам, В, м

коньке

опоре

он

 

район

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

а

15

 

 

6

 

3.7

2,00

I

 

II

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

б

15

 

4,5 3.5 2.30

II

 

III

 

3

 

d

12

 

 

4,5

 

3.3

1.95

III

 

III

 

4

 

б

12

 

 

6

 

3.1

1.80

IV

 

IV

 

5

 

в

15

 

 

6

 

2.9

1.95

V

 

I

 

6

 

б

15

 

 

4,5

 

2.7

1.50

I

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

а

14

 

 

4,5

 

2.5 1,70

II

 

III

 

8

 

в

14

 

 

6

 

2.3

1.00

III

 

IV

 

9

 

б

9

 

 

6

 

2,8

1,90

IV

 

I

 

10

 

а

9

 

 

6

 

3,0

1,75

V

 

II

 

 

 

 

 

 

 

И

 

Исходные данные для всех вариантов:

 

 

 

1.Пространственный каркас c фундаментной плитой на упругом основании с коэффициентом постели С1 = 1000т/м3.

2.Материал рамы – сталь, материал плит и диафрагм - железобетон В30.

3.Нагрузки. Необходимо создать следующие загружения:

загружение 1 – собственный вес конструкций;

3

загружение 2 – постоянная равномерно распределенная g1 = 1.5 т/м2, приложенная на перекрытия 1-го и 2-го этажа; постоянная равномерно

распределенная g2 = 2 т/м2, приложенная на основание;

загружение 3 – снеговая g3 = 0.08 т/м2.

загружение 4 – сейсмическое воздействие. Сейсмичность площадки 7

балов, категория грунта Неблагоприятное направление сейсмического

С

 

воздействия – вдоль меньшей стороны здания.

o 1.1. Теоретические положения по моделированию пространственных

Этап 1.

оздан е новой задачи

ферм

производ

 

Этап 2.

оздан е геометрической схемы

оздан е рамы

 

оздан е пл ты перекрытия 1-го этажа

Коррект ровка схемы

 

 

б

Для совместной ра оты плиты с алкой деление стержневых элементов тся с тем же шагом КЭ, как и в плите.

Упаковка схемы Добавлен е элементов алок и плиты покрытия Создан е д афрагмы

Создание фундаментнойАплиты

Этап 3. Задание жесткостных параметров элементам схемы Формирование типов жесткости

модуль упругости – Е = 3е6 т/мД2 (при английской раскладке клавиатуры);коэф. Пуассона – V = 0.2;

Параметры сечения Пластины (для плиты перекрытияИ):

толщина– Н = 20 см;

удельный вес материала – Ro = 2.75 т/м3.

Этап 4. Задание параметров упругого основания

При активном пункте меню Выбор Отметка блока (кнопка на панели инструментов) укажите курсором на любой узел или элемент фундаментной плиты.

С помощью меню Жесткости Коэффициенты постели С1, С2 вызовите диалоговое окно Задание коэфф. С1 и С2 (рис.4.15).

4

В этом окне, при установленном флажке Пластины и включенной радиокнопке Назначить, для задания

коэффициентов постели в поле С1z введите значение коэф. жесткости упругого основания на сжатие С1 = 1000 т/м3.

Этап 5. Задание граничных условий

Во избежание геометрической изменяемости в плоскости XOY, на фундаментную пл ту накладываем дополнительные граничные условия.

вязи в узлах В этом окне, с помощью установки флажков, отметьте на-

правлен я, по которым запрещены перемещения

узлов (X).

 

С

 

Выдел те узел стыковки средней колонны с фундаментной плитой.

В

окне Связи в узлах отметьте дополнительные направления, по

которым запрещено

 

перемещен е узла (Y, UZ).

 

диалоговом

 

Этап 6.

Задан е нагрузок

 

Формирование загружения № 1(

вес)

 

собственный

 

Этап 7. ФормированиеАдинамических загружений из статических

Предупреждение связано с тем, что при выделении плит перекрытия выде-

ляются одновременностержни и пластины. Задаваемая нагрузка на пластины запрещена для стержневых элементов.

Задание характеристик для расчета рамы на сейсмику статических (рис.4.22) с Динамика

Вызовите диалоговое окно Формирование динамических загружений из

Коэф. преобразования – 0.9. И Щелкните по кнопке Добавить.

Для формирования второй строки сводной таблицы, в этом же окне задайте следующие параметры:

№ динамического загружения – 4;

№ соответствующего статического загружения – 2;

Коэф. преобразования – 0.9.

Щелкните по кнопке Добавить.

5

Для формирования третьей строки сводной таблицы, в этом же окне задайте следующие параметры:

№ динамического загружения – 4;

№ соответствующего статического загружения – 3;

Коэф. преобразования – 0.5.

Щелкните по кнопкам Добавить и – Подтвердить.

Пример 4. Расчет пространственного каркаса здания с фунд. плитой на упру- Сгом основании

Этап 8. Форм рован е таблицы параметров динамических воздействий

мическНаиболее опасным направлением сейсмического воздействия считается на-

правлен е вдоль меньшей стороны здан я. Поскольку размеры здания в плане 9 х 12 м, наибо-

лее опасным сч тается направление X.

Вызов тебд алоговое окно Задание характеристик для расчета на динавоздейств я (рис.4.23)

с помощью меню Нагрузки Динамика Таблица динамических загру-

жен й (кнопка на панели инструментов).

В этом окне, при включенной радио-кнопке Согласованная (для матрицы

масс), задайте следующие

Д

параметры:

№ загружения – 4;

Наименование воздействия – Сейсмическое 01.01.2000 (35);

Количество учитываемыхАформ колебаний – 10.

Затем щелкните по кнопке Параметры.

 

И

6

В диалоговом окне Параметры расчета на сейсмические воздействия

(рис.4.24) задайте следующие параметры:

направляющие косинусы равнодействующей сейсмического воздействия в основной системе координат–

CX = 1;

 

остальные параметры принимаются по умолчанию.

С

 

Подтвердите ввод данных щелчком по кнопке – Подтвердить.

и

 

б

 

А

Д

Этап 9. Статический расчет схемы

 

Запустите задачу на расчет с помощью меню Режим Выполнить расчет

(кнопка на панели инструментов)

И

Вывод форм колебаний конструкции

На панели инструментов Загружения смените номер загружения на 4 и щелкните по кнопке – Применить.

Выведите первую форму колебаний с помощью меню Схема Форма колебаний (кнопка на панели инструментов).

Для вывода второй формы колебаний четвертого загружения на панели инст-

рументов Загружения

смените номер формы колебаний на 2 и щелкните по кнопке – Применить.

Просмотр анимации второй формы колебаний

С помощью пункта меню Вид Пространственная модель (3D-графика)

перейдите в режим пространственной модели.

Для просмотра анимации второй формы колебаний четвертого загружения выполните пункт меню Опции

7

Флаги рисования Показать анимацию колебаний (кнопка на панели инструментов).

В диалоговом окне Колебания (рис.4.26) щелкните по кнопке – Воспроизве-

сти анимацию.

Закройте диалоговое окно Колебания щелчком по кнопке – Закрыть.

С

 

 

 

Контрольные вопросы к лабораторной работе №1

Нагрузки

 

1)

 

, действующие на каркас здания.

2)

Обоснован е коэфф циентов надежности по нагрузкам.

3)

Т пы конечных элементов, использованные при создании КЭМ простран-

 

б

 

ственного каркаса здания.

 

4)

Возможные спосо ы создания стропильных ферм в ПК «Лира 9.6».

5)

Вар анты модел рования стропильных ферм покрытия при узловой на-

 

грузке на ферму.

 

6)

 

А

Назначение граничных условий 1 рода при моделировании каркаса в соот-

 

ветствии с конструктивными решениями узлов сопряжения элементов

 

каркаса.

 

 

7)

Методика создания различных загружений пространственного каркаса

8)

здания.

 

Д

Расчетные сочетания усилий. Генерация таблицы РСУ.

9)

Расчетные сочетания нагрузок.

10) Подбор сечений элементов каркаса с использованием блока «Лира-

 

СТК»

 

И

 

 

 

8

Лабораторная работа №2

Расчет конструкции вышки радиосвязи с использованием ПК «Лира 9.6»

 

Цели и задачи:

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

продемонстрировать процедуру построения расчетной схемы;

 

 

показать технику задания ветровых нагрузок на конструкции данного

 

 

типа.

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ 2. Выполн ть расчет башни связи Н=72м. Климатические усло-

вия

 

 

 

 

площадки стро тельства башни принять по таблице 2.

 

 

Табл ца 2. Исходные данные для проектирования вышки радиосвязи

 

 

неговой

 

Ветровой

Тип ме-

Гололедный

Расчетная экс-

сейсмич

 

вар

район

 

район

стности

район

плуатационная

мич-

 

 

 

 

 

 

 

температура

ность

 

1

III

 

II

В

III

-40

-

 

2

III

 

II

В

III

-40

-

 

3

III

 

I

 

II

-41

-

 

4

II

 

I

 

II

-41

-

 

 

 

 

 

А

-43

 

 

5

IV

 

III

С

I

-

 

 

 

б

-43

 

 

6

I

III С I

-

 

7

III

 

II

В

III

-40

-

 

8

IV

 

II

В

III

-40

-

 

 

 

 

 

Д

 

 

9

I

 

I

 

II

-41

-

 

10

III

 

I

 

II

-41

-

 

Чертежи нижнего блока приведены ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

И

9

С

 

 

 

 

 

Тип

 

 

 

 

 

 

Антенное оборудование

 

 

 

 

 

 

Башня Н=72м предназначена для установки следующего антенного

 

оборудован я:

 

 

 

 

 

 

Табл ца 1

 

 

 

Антенное оборудование

 

оборудо-

Га ар тные

Кол

 

Вес

Отметка

 

 

вания

размеры, м

-во

 

ед, кг

установки, м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Антенна

2.58х0.16х0.055

6

 

11

72.000

 

 

ССПС Allgon

А

 

 

 

 

7233.08

б

 

 

 

 

 

Антенна

1.302х0.155х0.065 6

 

6

72.000

 

 

ССПС Allgon

 

 

 

 

 

 

 

7187.01

 

 

 

 

 

 

 

Антенна РРС

Ø1.2м

4

 

54

67,000

 

 

«DX 4»

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Антенна РРС

Ø0.6м

4

15

67,000

 

 

«DX 4»

 

 

 

 

 

 

 

Краткое

описание конструкции опоры

 

 

 

Башня Н=72м представляет собой четырехгранную пространственную

 

 

 

 

И

решетчатую опору, конструкция которой является усеченной пирамидой с размерами 8.6м х 8.6м в нижнем основании и 1.55м х 1.55м на отм.71.8м.

Башня собирается из семи секций. Стык поясов секций выполняется на болтах, с помощью стыковых накладок.

Пояса и решетка башни запроектированы из стального уголкового равнополочного проката.

Крепления решетки в секциях башни предусмотрены одноили двухболтовыми. Соединения элементов конструкций башни осуществляются на болтах с контргайками. Все соединения выполняются на болтах класса прочности 5.8.

Опирание поясов башни на фундамент осуществляется посредством сварных опорных башмаков.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]