2373

создаваемой фермы. Закрыть окно просмотра. Закрыть диалоговое окно по ОК.

31

8. В рабочей области появится расчетная схема ферма. Если параметры фермы введены с ошибками, то можно еще раз нажать на кнопку «Генерация прототипа фермы», подтвердить запрос на удаление существующей схемы и повторить ввод.

Си б

15.Вернуться на вкладку «АЗагружения». Задать равноценную распределенную нагрузку. Для

чего:

— определить длину верхнего пояса; Д

— подсчитать суммарную величину нагрузки, сложив все сосредоточенные нагрузки;

— определить величину равномерно распределенной нагрузки, разделив суммарную нагрузку на длину верхнего пояса;

— приложить полученную нагрузку на элементы верхнего пояса фермы (при необходимости

использовать экспресс-настройку);

— сохранить загружение под именем «РаспределеннаяИнагрузка». Вставить в отчет отображение расчетной схемы с номерами узлов, элементов и распределенной нагрузкой.

16.Выполнить расчет. В протоколе расчета найти раздел «Суммарные внешние нагрузки на основную схему». Убедиться, что суммарная нагрузка от обоих за-гружений одинаковая.

17.Войти в «Графический анализ» и отобразить оцифрованную эпюру усилий от сосредоточенных нагрузок (какие усилия возникают в стержнях фермы?)

Запишите в тетради «Для изменения выходных единиц измерения используется команда меню Настройки - Настройки... - Единицы измерения результатов».

18.Найти и записать в отчете и в тетради максимальное сжимающее и максимальное растягивающее усилия, а также номера стержней, в которых они возникают.

19.Отобразить оцифрованную эпюру усилий от распределенной нагрузки. Вставить в отчет. Сравнить усилия, возникающие в стержнях фермы от распределенной нагрузки, с усилиями от сосредоточенной. Результаты сравнения записать в отчет и в тетрадь.

32

20. Отобразить деформированную схему фермы (суммарное перемещение) и найти узел, переместившийся на наибольшее расстояние. Определить чему равно перемещение этого узла, в чем оно измеряется? Такие большие перемещения получились потому, что жесткости стержней были заданы условно. Чтобы получить реальные перемещения, необходимо указать реальные жесткости.

Запишите в тетради «Для задания жесткостей из металлопроката в окне назначения жесткостей выбрать переключатель «Профили металлопроката» и на вкладке «Профили металлопроката» выбрать а)тип материала, б) если необходимо, тип Запишите в тетради «Для задания жесткостей из металлопроката в окне назначения жесткостей

выбрать переключатель «Профили металлопроката» и на вкладке «Профили металлопроката» выбрать а)т п матер ала, б) если необходимо, тип составного сечения с толщиной фасонки, в) в списке сортаментов справа выбрать тип сортамента и нужное сечение. Характеристики

«Настройки» - «Идент ф кац онные данные проекта» выберите тип схемы 2 "Плоская рама".

32.Выполнить расчет.

33.Отобразить исходную и деформированную схему фермы с выводом значений перемещений от узловых нагрузок. Вставить в отчет. Написать вывод о том, как изменились деформации, когда PC вместо фермы заменилась на раму на панели

34.Отобразить оцифрованную эпюру продольных усилий от узловой нагрузки и вставить её в

отчет.

35.Оценить процент изменения усилий и деформаций по сравнению с шарнирной схемой. Вставить результаты анализа в отчет и записать в тетрадь.

36.Отобразить оцифрованную эпюру моментов от узловой нагрузки и вставить её в отчет. Как вы считаете, можно ли их не учитывать? Ответ вставить в отчет и записать в тетрадь.

37.Отобразить оцифрованную эпюру продольных усилий от распределенной нагрузки и вставить её в отчет.

38.Оценить процент изменения усилий по сравнению с шарнирной схемой (п.30). Вставить в отчет результаты анализа и записать в тетрадь.

39.Отобразить оцифрованную эпюру моментов от распределенной нагрузки и вставить её в отчет. Как вы считаете, можно ли их не учитывать? Ответ вставить в отчет и записать в тетрадь.

40.Сделать общий вывод о возможности применения шарнирной и жесткой схемы для расчета ферм. Вывод вставить в отчет и записать в тетрадь.АИ

33

Лабораторная работа № 7

Разработка вариантов конструктивных решений плит и панелей из полимерных материалов со сплошным срединным слоем. Изучение основных положений расчета

Цель: Изучить сейсмозащиту здания с применением защитного рва и использование легких конструктивных решений плит и панелей из полимерных материалов со сплошным срединным слоем для снижнгия массы сооружения. Изучить влияние разрывности грунтового основания на распределение внутренних усилий в сооружении при горизонтальном динамическом воздействии на верхние слои грунта.

Методика выполнен я: Существуют различные дорогостоящие сейсмоизолирующис устройства, которые обычно устанавливаются внутри здания. В данной статье рассматривается защитное устройство вне пределов здания в виде траншеи. Исследования выполнены на

т/м3) представляембмассивом 50x100 м2 толщиной 1 м, в котором заделан расчетный стержень. Фундамент сооружения - изги ный элемент длиной 14 м, шириной и высотой 1 м. Возмущающее воздействие представляет со ой гармоническую нагрузку с амплитудой Р = 100 т и частотой 0 = 40 рад/с, действующую горизонтально вдоль поверхности грунта. Расчетная схема приведена на рис. 1.

А Д

Втабл. 1 приведены эпюры изгибающих моментов для первойИвынужденной формы колебаний при разной удаленности траншеи от основания сооружения.

Эпюры (табл. 1) свидетельствуют, что очень далеко (35^0 м) от сооружения траншею (ров) делать нецелесообразно. Чем ближе расположен ров к фундаменту, тем меньше возникающие изгибные усилия в верхнем строении. Так, в случае, когда ров находится на расстоянии 23 м от фундамента сооружения, изгибающий момент уменьшается в среднем на 11 % по сравнению с сооружением без рва. Когда ров расположен на расстоянии 1 м от фундамента, максимальный изгибающий момент уменьшается почти на 28 %.

Взависимости от удаленности траншеи от основания изменяются частоты собственных колебаний сооружения. В табл, 1 приведены только первые (минимальные) частоты. С приближением траншеи к сооружению частота несущественно, но вес же уменьшается.

34

Вслучае, когда ров расположен на расстоянии 1 м от фундамента, минимальная частота собственных колебаний уменьшается на 7,3 %.

Втабл. 2 приведены эпюры изгибающих моментов для первой вынужденной формы колебаний при разной глубине траншеи, расположенной на расстоянии 1 м от основания сооружения.

Таблица 1-8

Страншеи Расстояние от бдо основания здания

Минимальная проанализированная глубина траншеи составила 1 м. При такой глубине эффект от нее составил 4 % (для сравнения при глубине 6 м - 11 %). Каждое углубление траншеи на 1 м приводит к уменьшению максимального изгибающего момента в строении в среднем на 7 %. С углублением траншеи частота собственных колебаний уменьшается. В случае, когда ров имеет

А Д И

глубину 1 м, минимальная частота собственных колебаний уменьшается незначительно (на 0,6 %), для глубины 6 м - на 7,3 %, для глубины 7 м - на 8,3 %, для глубины 8 м - на 9 %.

35

Таблица 2

усилия (разница в моментах составляет 1-2 %). Однако видно: чем шире траншея, тем изгибающий момент в сооружении меньше.

36

Значения максимального изгибающего момента уменьшились при наличии рва на 36,8 % (в 1,32 раза больше, чем для грунтов III категории), минимальная частота собственных колебаний сократилась на 2,7 % (в 2,7 раза меньше, чем для грунтов III категории).

Исследовать эффективность траншеи (рва) как защитного сооружения в зависимости от близости его к сооружению (зданию), его глубины и ширины; получить и обработать результаты расчета; проанализировать полученные результаты.

Задание. 1. Проанализировать результаты расчетов, приведенных в теоретической части.

2. Для заданной расчетной схемы: подготовьте подсистемы конечно-элементных моделей здания и фундамента (в виде стержней), массива грунта (в виде балки-стенки) с учетом наличия рва и без учета наличия рва, объедините подсистемы в единую систему, подготовьте исходную информацию. Выполн те расчет сооружения без рва и расчеты со рвом в качестве защитного сооружения при разл чной ш р не и глубине рва и разной удаленности его от фундамента

Д Расчеты на собственные колебания и сейсмические воздействияИвыполнить по ПК Scad Office

7.31 как для консольного стержня, с учетом упругих свойств грунтового основания. Задачу решить в плоской постановке. Грунт представляем массивом 100x50 м2. По левой и нижней границе массив грунта закрепить жесткими линейными связями.

Содержание отчета: расчетная схема, деформированная схема с указанием перемещений, эпюры усилий Мх, Му, формы колебаний, таблицы частот. Выводы подготовить самостоятельно.

С целью снижения динамического отклика конструкций на землетрясения необходимо снизить массу междуэтажных перекрытий. В качестве варианта применены плиты перекрытий и покрытий с легким срединным слоем. Общая теория и методика расчета плит рассматривается в следующей лабораторной работе. Здесь только расчет для выбора конструктивного решения.

Расчет гладких плит со сплошным срединным слоем

Освоение компьютерных средств решения и визуализации задач (получение и обработка результатов счета, анализ полученных результатов).

37

Задание. Для заданной расчетной схемы: подготовьте конечно-элементную модель (разделите схему на конечные элементы, т. е. расставьте и пронумеруйте узлы), подготовьте исходную информацию, выполните расчет. Выполните анализ и докажите достоверность полученных результатов.

Подсказка. Плиты на поперечную нагрузку рассчитывать по 5-му признаку системы, расчетная схема располагается в осях XOZ.

СРасчетная схема: гладкая бетонная плита толщиной 0,2 м, опертая по контуру, материал бетон класса В60.

одержание отчета: расчетная схема, деформированная схема с указанием максимальных перемещений, эпюры ус л й Мх, Му, Мху, Qx, Qy (строим вручную на поле чисел, полученном с помощью ПК Scad Office 7.31), таблица усилий, проверки правильности полученных результатови(равновес е отдельных частей).

б А Д И

38

Си б А Д И

39

Лабораторная работа № 8

Разработка вариантов конструктивных решений плит и панелей из полимерных материалов с ребристым срединным слоем

Цель: Изучение основных положений расчета плит и панелей из полимерных материалов с

угол поворота относ тельно оси X, положительное направление которого противоположно направлению вращен я часовой стрелки, если смотреть с конца оси;

угол поворота относительно осиАY, положительное направление которого противоположно направлению вращения часовой стрелки, если смотреть с конца оси.

Введение шарниров в узлах пластинчатых КЭ с использованием документа 2 «Шарниры» не допускается.

используется для преемственности версии комплексаД;

Материал пластины может быть изотропным, ортотропным или анизотропным. В комплекс включены следующие конечные элементы для расчета плит:

прямоугольный (типы 11 и 13) (рис. П: элемент 13 полностью совпадает с элементом 11 и

треугольный (типы 12 и 14); четырехугольный четырехузловой (тип 19) (в лабораторной работе не используются).

Все элементы плиты имеют местную систему координат X|OY|, в которой ось X) проходит от первого узла ко второму. Ось Y| лежит в плоскости XOY, ортогонально Х|, и направлена в сторону узла 3.

И

40