
учебные пособия по Лире / ЛИРА 9_4
.pdf
Гензерский Ю.В. Куценко А.Н. Марченко Д.В. Слободян Я.Е. Титок В.П.
Примеры расчета и проектирования Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2
Êèåâ 2006
ÓÄÊ 721.01:624.012.3:681.3.06
ËÈÐÀ® 9.4
Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2
Гензерский Ю.В., Куценко А.Н., Марченко Д.В., Слободян Я.Е., Титок В.П.
– К.: издательство НИИАСС, 2006. – 124 с.
Книга представляет собой приложение к учебному пособию по работе с программным комплексом ЛИРА® 9.4, предназначенным для автоматизированного проектирования конструкций различного назначения.
В книге изложены новые основные возможности работы по созданию и расчету конструкц³й различного назначения с использованием нов³х систем, разработанн³х в ПК ЛИРА® 9.4 (ГРУНТ, ЛИРА-КМ, ВАРИАЦИЯ МОДЕЛЕЙ)
Материал книги представлен в виде продолжениясерии обучающих примеров.
Книга предназначена широкому кругу читателей: студентам строительных факультетов вузов и университетов, инженерам-проектировщикам, аспирантам и научным работникам.
Рецензент: Д-р техн. наук, профессор А.О. Рассказов.
Рекомендовано к печати Ученым советом НИИ автоматизированных систем в строительстве (НИИАСС) ГосстрояУкраины
© ÎÎÎ «ËÈÐÀ ñîôò», 2006

Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
Введение Новые возможности ПК ЛИРА 9.4 (по сравнению с версией 9.2)
Пример 9. Расчет конструкции на грунтовом основании с применением новой системы ГРУНТ
Этап 1. Создание новой задачи Этап 2. Создание геометрической схемы каркаса
Создание фундаментной плиты Вывод на экран номеров узлов
Создание абсолютно жестких тел в фундаментной плите Создание плиты перекрытия Создание абсолютно жестких тел в плите перекрытия Упаковка схемы Добавление колонн
Сохранение информации о расчетной схеме
Этап 3. Задание граничных условий
Выделение узлов опиранияфундаментной плиты Задание граничных условий
Отключение отображенияномеров узлов на расчетной схеме
Этап 4. Задание жесткостных параметров элементам каркаса
Формирование типов жесткости Назначение жесткостей элементам каркаса
Этап 5. Задание параметров упругого основания
Запуск системы ГРУНТ Задание параметров сетки грунта
Задание параметров скважин геологического разреза Задание нагрузок от близстоящего здания
Задание значенияабсолютной отметки дляфундаментной плиты каркаса Задание коэффициента глубины сжимаемой точки Сохранение информации о расчетной схеме системы ГРУНТ
Этап 6. Задание нагрузок
Вывод на экран номеров узлов Формирование загружения¹ 1 Формирование загружения¹ 2 Формирование загружения¹
Этап 7. Статический расчет каркаса3 Этап 8. Просмотр и анализ результатов статического расчета
Отключение отображенияномеров узлов и нагрузок на расчетной схеме Вывод на экран изополей перемещений Вывод на экран мозаик напряжений Вывод на экран эпюр внутренних усилий
Вывод на экран мозаик коэффициентов постели Смена номера текущего загружения Формирование и просмотр таблиц результатов расчета
Этап 9. Расчет параметров упругого основанияи просмотр результатов расчета в системе ГРУНТ
Вывод на экран изополей параметров упругого основания
Пример 10. Расчет шпунта усиленного анкерами совместно с грунтовым массивом котлована (применение нелинейных элементов грунта, моделирование предварительного натяженияанкеров, моделирование процесса экскавации котлована)
Этап 1. Создание новой задачи Этап 2. Создание геометрической схемы
Создание профиляоснования Смена типа конечных элементов основания Вывод на экран номеров узлов
7
8
10
11
12
12
12
13
15
15
17
17
18
18
19
2019
20
22
23
24
24
26
27
28
28
28
28
29
30
31
31
32
32
32
32
32
32
33
33
34
35
35
35
36
37
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |
3 |

ПК ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2
Добавление конструкций ограждениякотлована анкеров и опор анкеров Смена типа конечных элементов анкеров и опор, анкеров Сохранение информации о расчетной схеме
Этап 3. Задание граничных условий
Выделение узлов нижней грани основания Задание граничных условий в узлах нижней грани основания
Задание граничных условий в узлах боковых граней основания
Этап 4. Задание жесткостных параметров элементам расчетной схемы
Формирование типов жесткости Назначение жесткостей элементам расчетной схемы
Этап 5. Задание нагрузок
Формирование загружения¹ Формирование загружения¹ 1 Формирование загружения¹ 2 Формирование загружения¹ 4 Корректировка флагов рисования5
Этап 6. Моделирование стадий возведения Этап 7. Моделирование нелинейных загружений Этап 8. Нелинейный расчет схемы Этап 9. Просмотр и анализ результатов расчета
Смена номера текущего загружения Вывод на экран изополей перемещений Вывод на экран мозаик напряжений Вывод на экран эпюр внутренних усилий
Формирование и просмотр таблиц результатов расчета Вывод на экран информации о перемещении верха шпунтового ограждения
Пример 11. Расче конструкции с изменением жесткости грунтового основанияпри сейсмических воздействиях (использование новой системы ВАРИАЦИЯ МОДЕЛЕЙ)
Этап 1. Создание новой задачи (вариант 1) Этап 2. Создание геометрической схемы
Создание рамы Вывод на экран номеров узлов
Добавление балочного ростверка Корректировка расчетной схемы Сохранение информации о расчетной схеме
Отключение отображенияномеров узлов на расчетной схеме
Этап 3. Задание жесткостных параметров элементам расчетной схемы
Формирование типов жесткости Назначение жесткостей элементам каркаса
Этап 4. Задание коэффициентов постели Этап 5. Задание граничных условий
Выделение узлов ростверка Задание граничных условий в узлах ростверка
Этап 6. Задание нагрузок
Формирование загружения¹
Этап 7. Генерациятаблицы РСУ1 Этап 8. Статический расчет рамы
Этап 9. Просмотр и анализ результатов расчета
Вывод на экран эпюр внутренних усилий Формирование и просмотр таблиц результатов расчета
Этап 10. Создание второго варианта задачи
Сохранение задачи под другим именем
Этап 11. Корректировка коэффициентов постели Этап 12. Формирование таблицы учета статических загружений
Этап 13. Формирование таблицы параметров динамических воздействий Этап 14. Корректировка таблицы РСУ Этап 15. Статический расчет второго варианта рамы
37
38
38
38
39
39
39
435
45
45
47
47
48
51
53
53
53
53
53
54
54
55
56
57
58
58
59
59
60
60
610
61
63
64
64
64
646
66
66
66
67
678
68
69
70
71
4 |
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |

Содержание
Этап 16. Просмотр и анализ результатов расчета второго варианта рамы
Вывод форм колебаний конструкции Формирование и просмотр таблиц результатов расчета
Этап 17. Формирование файла РСУ обобщенной задачи Расчет сечений в системе ЛИР-АРМ по результатам РСУ обобщенной задачи Этап 18. Импорт расчетной схемы Этап 19. Задание и выбор материала Этап 20. Назначение материала
Этап 21. Расчет армированияи просмотр результатов подбора арматуры
Подбор арматуры Формирование таблиц результатов подбора арматуры
Просмотр таблиц результатов подбора арматуры
Пример 12. Расчет стального каркаса зданияс подготовкой информации длясистемы ЛИРА-КМ
Этап 1. Создание новой задачи Этап 2. Создание геометрической схемы
Создание рамы Сохранение информации о расчетной схеме
Вывод на экран номеров узлов и элементов Создание шарниров в узлах примыканиябалок к колоннам Добавление связей по колоннам между осями 2 и 3 Упаковка схемы Добавление связей по колоннам между осями Б и В
Этап 3. Задание жесткостных параметров элементам каркаса
Формирование типов жесткости Назначение жесткостей элементам каркаса
Этап 4. Смена типа конечных элементов дляэлементов связей Этап 5. Задание нагрузок
Формирование загружения¹ 1 Формирование загружения¹ 2 Формирование загружения¹
Этап 6. Генерациятаблицы РСУ3 Этап 7. Задание расчетных сечений дляригелей Этап 8. Статический расчет каркаса
Этап 9. Просмотр и анализ результатов расчета
Вывод на экран эпюр внутренних усилий Смена номера текущего загружения
Формирование и просмотр таблиц результатов расчета
Расчет стальных сечений в системе ЛИР-СТК. Конструирование узлов Этап 10. Импорт расчетной схемы Этап 11. Задание дополнительных характеристик
Задание дополнительных характеристик дляэлементов колонн Задание дополнительных характеристик дляэлементов поперечных балок
Задание дополнительных характеристик дляэлементов продольных балок Задание дополнительных характеристик дляэлементов связей
Этап 12. Назначение конструктивных элементов
Вывод на экран номеров элементов Создание конструктивного элемента БАЛКА Создание конструктивного элемента Колонна
Этап 13. Назначение раскреплений в узлах изгибаемых элементов Этап 14. Подбор и проверка назначенных сечений
Этап 15. Создание таблиц результатов подбора и проверки назначенных сечений
Создание таблицы проверки назначенных сечений Создание таблицы подбора сечений
Этап 16. Расчет узлов
Вывод на экран номеров узлов Расчет базы колонны
Конструирование и расчет составных узлов
71
71
71
73
74
74
76
76
76
76
76
77
79
79
79
80
80
80
81
82
834
84
876
87
87
87
9089
91
91
91
91
91
912
92
93
93
94
95
956
96
97
97
97
98
98
99
99
99
100
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |
5 |

ПК ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2
Пример 13. Формирование документации КМ по результатам расчета конструкции в |
|
примере 12 на основе новой системы ЛИРА-КМ |
102 |
Этап 1. Импорт результатов расчета ЛИР-СТК |
102 |
Этап 2. Построение продольного и поперечного разрезов |
103 |
Изменение формата листа и добавление рамки |
104 |
Добавлении поперечного и продольного разрезов |
106 |
Задание высотных отметок |
110 |
Создание строительных осей |
0 |
Этап 3. Создание ведомости элементов и спецификации металлопроката |
111 |
Создание ведомости элементов |
111 |
Размещение маркировки на продольном разрезе в соответствии с ведомостью элементов114 |
|
Создание спецификации металлопроката |
116 |
Сохранение информации |
|
Этап 4. Формирование чертежей узлов |
118 |
Формирование чертежей составного узла 1 |
118 |
Формирование чертежей составного узла 2 |
19 |
Этап 5. Уточнение спецификации металлопроката |
120 |
Перенос чертежей узлов на текущий проект |
120 |
Добавление стыковочных элементов узлов в разделы спецификации |
121 |
Уточнение спецификации с уч¸том стыковочных элементов укорочениястержней в узлах |
123 |
ЛИТЕРАТУРА |
124 |
6 |
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |

Введение
Введение
ПК ЛИРА 9.4 является полноправным преемником версии ПК ЛИРА 9.2. Реализовано достаточное количество новых функций и возможностей, а также новых систем: ГРУНТ, ЛИРА-КМ, ВАРИАЦИЯ МОДЕЛЕЙ.
Эта книга дает возможность ознакомиться с новыми основными функциями версии 9.4 и представляет собой приложение к учебному пособию по применению программного комплекса ЛИРА 9.2 [1], которое в достаточной степени применимо и к изучению ПК ЛИРА 9.4. Материал книги также как и в [1] представлен в виде серии примеров, соответствующих последовательности автоматизированного проектирования конструкций различного назначения. Теоретические основы ПК ЛИРА и принципы построениякомпьютерных моделей освещены в работах [2, 3, 4, 5].
Авторы выражают благодарность всему коллективу разработчиков ПК ЛИРА и ПК ЛИРА в составе: академику РААСН, докт. техн. наук, проф. А.С. Городецкому; докт. техн. наук, с.н.с. И.Д. Евзерову;
канд. техн. наук: М.С. Барабаш, Ю.Д. Гераймовичу, Д.А. Городецкому, В.П. Максименко, Е.Б. Стрелец-Стрелецкому, Н.Г. Харченко;
инженерам: В.Е. Боговису, Е.И. Бойченко, О.И. Буфиус, Е.Б. Важницкой, А.В. Горбовцу, Р.В. Дидковскому, А.М. Маснухе, Е.Г. Колесниковой, М.В. Лазнюку, С.В. Литвиненко, Д.В. Медведенко, Т.А. Ниловой, Э.А. Олейник, Н.Н. Павлий, В.Э. Павловскому, А.А. Рассказову, М.В. Римек, Д.И. Сидораку, Л.В. Скачковой, И.Л. Стотланд,
Е.И. Торбенко, Ю.Б Филоненко, В.А. Шелудько, С.В. Юсипенко и др. Желаем успеха в работе с ПК ЛИРА 9.4.
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |
7 |

ПК ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2
Новые возможности ПК ЛИРА 9.4 (по сравнению с версией 9.2)
1.Новые расчетные функции
учет деформированиячасти конструкции как абсолютно жесткого тела. С математической точки зренияздесь реализована кинематическаясвязь перемещений ведомых узлов (их количество и расположение произвольно) с одним ведущим узлом. В практических расчетах эта процедура, как правило, применяетсядляучета сеченияколонны при расчете плит перекрытий;
модули расчета на сейсмические воздействияпо нормам Москвы, Казахстана, Туркменистана, Алжира, Еврокод ЕС, ДБН Украины с учетом кручения;
вычисление частот и форм собственных колебаний с учетом полной матрицы масс;
законы деформирования физически нелинейного материала – трехлинейный закон деформированияи закон деформированияГениева;
автоматический выбор шага приложения нагрузки для задач физико-геометрической нелинейности;
вычисление коэффициентов постели С1 и С2 по схемам линейно упругого полупространства (ЛПП) и линейно деформированного слоя (ЛДС), а также по формуле Савинова для динамических воздействий; реализованы требованиядействующих норм РФ и г. Москвы;
возможность учета различных модулей деформации на нагрузку и разгрузку в КЭ моделирующих работу грунта;
2.Новые сервисные функции
Импорт поэтажных планов из формата *.dxf с автоматической триангуляцией плит и стен;
Экспорт результатов подбора арматуры в пластинчатых элементах дляПК Glaser.
3.Новые системы
система ЛИР-КТС: создание геометрии тонкостенного сечения стержневых элементов и вычисленияего жесткостных характеристик;
система ЛИР-ДОК: генерация сквозного табличного и графического отчета для дальнейшей печати;
система ГРУНТ (полностью интегрированная в ЛИР-ВИЗОР): определение параметров грунтового основания по заданным инженерно-геологическим условиям площадки строительства с учетом рядом расположенных зданий;
система ЛИРА-КМ: на основе выполненного в ПК ЛИРА статического расчета и рассчитанных в ЛИР-СТК сечений стальных элементов и узлов, позволяет в автоматизированном режиме получить полный комплект чертежей КМ (монтажные схемы, ведомости элементов, чертежи узлов, спецификации, пояснительные записки);
система ВАРИАЦИЯ МОДЕЛЕЙ: позволяет варьировать жесткости, коэффициенты постели, граничные условия, нагрузки. Эта процедура в рамках одной задачи позволяет учитывать увеличение жесткости грунтового основания при кратковременных воздействиях (ветер, сейсмика и др.), решать задачи устойчивости к прогрессирующему разрушению на основе последовательного удаления наиболее ответственных элементов, учитывать пониженные модули деформации при температурных воздействиях, в удобном режиме выполнять вариантные расчеты и многое другое.
8 |
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |

Новые возможности ПК ЛИРА 9.4 (по сравнению с версией 9.2)
4.Обновленияв системе ЛИР-ВИЗОР
усовершенствованнаяпанель преобразованиястатических нагрузок в динамические массы;
усовершенствованные панели задания нелинейных законов деформирования основного и армирующего материалов;
расширение функций ПолиФильтра;
новые типы нагрузок – распределенные проективные нагрузки на пластинчатые и стержневые элементы, равномерно распределенная нагрузка на стержень с учетом и без учета длин жестких вставок;
подготовка стандартных и интерактивных таблиц дляработы в системе ЛИР-ДОК;
панель выбора и визуализации блоков;
изополяи мозаики коэффициентов постели;
визуализациявеличин реактивного отпора грунта (Rz) длястержневых элементов;
расширенные возможности табличного документированиярезультатов расчета системы МОСТ;
усовершенствованный модуль вычисления главных и эквивалентных напряжений (ЛИТЕРА) с добавлением новых теорий прочности;
преобразование реактивного отпора грунта (Rz) для заданного загружения или комбинации загружений, в нагрузку на грунт (Pz), для уточненного определения коэффициентов постели
(C1, C2).
5.Обновленияв системе ËÈÐ-ÑÒÊ
подготовка таблиц результатов подбора и проверки профилей дляработы в системе ЛИР-ДОК;
добавление режима расчета параметрических узлов металлических элементов.
6.Обновленияв системе ËÈÐ-ÀÐÌ
подбор арматуры в стержнях по Еврокод 2 “Design of concrete structures” и СНиП 52-01-03 “Бетонные и железобетонные конструкции”. Как и для ранее реализованных в предыдущих версиях ЛИР-АРМ норм, в ПК ЛИРА 9.4 реализован подбор и проверка арматуры для произвольных сечений стержней (прямоугольное, крестовое, уголковое, тавровое, двутавровое, кольцевое, круглое, коробчатое) на произвольное сочетание усилий (плоский и косой изгиб, плоское и косое внецентренное сжатие-растяжение с учетом кручения) по первому и второму предельному состоянию;
подбор арматуры в пластинчатых элементах по Еврокод 2 “Design of concrete structures” (по Wood) и СНиП 52-01-03 “Бетонные и железобетонные конструкции”;
конструирование многоэтажной колонны;
подготовка таблиц результатов подбора арматуры дляработы в системе ЛИР-ДОК.
7.Обновленияв системе ËÈÐ-ÊÑ
усовершенствованнаяпанель отображениярезультатов расчета;
отображение эллипса инерции и вычисление статических моментов полусечения.
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |
9 |

ПК ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2
Пример 9. Расчет конструкции на грунтовом основании с применением новой системы ГРУНТ
Цели и задачи:
продемонстрировать процедуру построения расчетной схемы каркаса с использованием абсолютно жестких тел, моделирующих жесткие соединенияэлементов колонн и плит;
показать технологию моделирования многослойного основания и определения коэффициентов постели С1 и С2 по данным геологических изысканий;
показать технологию задания нагрузок, включая дополнительные нагрузки от соседних зданий, при определении коэффициентов постели.
Исходные данные: |
|
|
||
Железобетоннаяплита перекрытияс размерами в осях колонн 4 х 6 м, толщиной 150 мм. |
||||
Железобетоннаяфундаментнаяплита с размерами в осях колонн 4 |
õ 6 ì, |
толщиной 500 мм. |
||
Железобетонные колонны прямоугольного сеченияс размерами 400 х 800 |
ìì. |
|||
Высота каркаса – 3 м. |
|
|
||
Расчет производится для сетки плиты перекрытия с размерами конечных элементов 0.2 х 0.2 м и |
||||
сетки фундаментной плиты с размерами КЭ 0.4 х 0.4 м и 0.4 х 0.2 м |
(ðèñ.9.1). |
|||
Нагрузки: |
|
|
|
|
|
загружение 1 |
– собственный вес каркаса; |
|
|
|
загружение 2 |
– постояннаяравномерно-распределеннаянагрузка g1 = 0.5 ò/ì2, приложенная на |
||
|
плиту перекрытия; |
|
|
|
|
постоянная равномерно-распределенная нагрузка g2 = 1.0 ò/ì2 |
и постоянная сосредоточенная |
||
|
вертикальнаянагрузка Р = 100 т, приложенные на фундаментную плиту (рис.9.2, загружение 2). |
|||
|
загружение 3 – сосредоточенная горизонтальная нагрузка F |
= 2 ò, |
приложенная на плиту |
|
|
перекрытия(рис.9.2, загружение 3). |
|
|
Рис.9.1. Схема пространственного каркаса
10 |
© 2006 ЛИРА cофт. Все права защищены. |