
- •Общие положения
- •Универсальный стержень (КЭ 10)
- •Специальные конечные элементы (КЭ 51, 53,54,55)
- •РЕШЕНИЕ СИСТЕМЫ КАНОНИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ
- •РАСЧЕТ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
- •СУПЕРЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
- •Стержни
- •Плоское напряженное состояние
- •Плиты
- •Оболочки
- •Объемные элементы
- •Загружения
- •РАСЧЕТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
- •РЕШЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ
- •Общие положения
- •Расчет физически нелинейных задач
- •Библиотека законов деформирования материалов
- •Типы дробления сечений стержней
- •Типы арматурных включений
- •Библиотека конечных элементов для физически нелинейных задач
- •Стержневые конечные элементы (КЭ 210 и 205)
- •Универсальный стержневой элемент (КЭ - 310)
- •Конечный элемент предварительного натяжения (КЭ 308)
- •Специальные конечные элементы односторонних связей
- •Одноузловой элемент односторонней связи (тип КЭ-261)
- •Двухузловой элемент одностоpонней связи (тип КЭ - 262)
- •Рациональная разбивка на конечные элементы
- •Объединение перемещений
- •Абсолютно жесткие вставки
- •Угол чистого вращения
- •Моделирование податливости узлов сопряжения элементов
- •Моделирование шарниров в стержневых и плоскостных элементах
- •Расчет на заданные перемещения
- •Введение связей конечной жесткости
- •Расчет на температурные воздействия
- •Моделирование предварительного напряжения
- •Учёт прямой и косой симметрии
- •Вычисление коэффициентов постели упругого основания
- •Учет работы конструкций совместно с упругим основанием
- •Расчет оболочек и плит, подкреплённых рёбрами
- •Задание весов масс и динамических воздействий
- •Сбор нагрузок на фундаменты
- •Расчетные сочетания нагрузок
- •Согласованная система координат для пластин
- •ПРИНЦИПЫ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА
- •Правила знаков при чтении результатов расчета.
- •Результаты расчета на динамические воздействия
- •Суммарные усилия от динамических воздействий
- •Документирование
- •ЖЕСТКОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТОВ
- •ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕОРИЯМ
- •Главные напряжения
- •КЭ плоской задачи теории упругости
- •КЭ плиты
- •КЭ объемного НДС
- •КЭ оболочки
- •Стержневые КЭ
- •Вычисление эквивалентных напряжений
- •Результаты расчета
- •РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
- •Назначение и возможности
- •Проектируемые сечения
- •Задание дополнительных данных для расчета
- •Конструктивные и унифицированные элементы
- •Проверки несущей способности элементов
- •Описание алгоритмов
- •Сквозной расчет
- •Локальный расчет
- •Представление результатов расчета
- •ПОДБОР И ПРОВЕРКА АРМИРОВАНИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
- •Армирование стержневых элементов
- •Проверка заданного армирования
- •Армирование пластинчатых элементов

5.ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ СОЧЕТАНИЙ УСИЛИЙ (РСУ)
Вобщем случае напряженно-деформированного состояния тела критерием для определения опасных РСУ служат экстремумы упругого потенциала в какой-либо точке тела при действии на него многих загружений. При этом учитываются особенности упругого потенциала, характерные для стержней, пластин, оболочек и массивных тел. Эти особенности позволяют облегчить решение задачи, существенно ограничив количество рассматриваемых РСУ.
5.1Стержни
Вкачестве критерия определения РСУ здесь приняты экстремальные значения нормальных и касательных напряжений в контрольных точках сечения (рис. 5.1).
Для нормальных напряжений применяется следующая формула:
σ |
k |
= |
N |
− |
M y |
Z |
k |
+ |
M z |
Y |
(5.1) |
|
|
|
|||||||||
|
|
F |
|
J y |
|
|
k |
||||
|
|
|
|
|
|
Jz |
|
где: k - точка сечения стержня (k = 1 ÷ 9).
Рис. 5.1
Эта формула преобразуется следующим образом при
34

y = ± |
b |
; z = ± |
h |
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|||||
2 |
|
M y |
|
|
|
|
|||
σk F = N ± |
+ |
M |
z |
(5.2) |
|||||
Яz,i |
Яy,i |
||||||||
|
|
|
|
|
|
где: Яyi и Яzi - ядровые расстояния в сечении стержня (i=1,2).
Такой подход позволяет определить экстремальные нормальные напряжения в сечении любой формы, приведя ее к прямоугольной.
Для касательных напряжений используется приближенная формула:
τ |
y,z |
F = Qy,z ± |
M kp |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2(Яy1, z1 + Яy2, z2 ) |
(5.3) |
||
|
|
|
|
Формулы вычисления экстремальных значений для каждой точки сечения приведены в табл.5.1, а нумерация «критериальных» значений и соответствующих им напряжений - в табл. 5.2. В таблице 5.1 используется принятое правило знаков для усилий.
Кроме экстремальных напряжений вычисляются также экстремальные значения продольной и перерезывающих сил.
Всего для сечения стержня отбирается 34 значений РСУ.
Таблица 5.1
№ точкисечения
1
1
2
3
4
5
6
7
8
Н рмальные напряжения |
Касательные напряжения |
||||
|
сечения |
||||
|
|
||||
2 |
|
|
|
3 |
|
σF = N + My /Яz2 + Мz /Яy1 |
|
|
|
— |
|
σF = N + Му /Яz2 − Mz /Яy2 |
|
|
|
— |
|
σF=N − My/Яz1 − Мz/Яу2 |
|
|
|
— |
|
σР=Н − Му/Яz1 +Мz/Яу1 |
|
|
|
— |
|
|
фF = |
Qz |
+ |
M KΡ |
|
σF=N+Mz/Яy1 |
|
|
2(Яy1 +Яy 2 ) |
||
2 |
|||||
σ=М − Мz/Яу2 |
τ F = 12 (Q z − M KΡ (Яy1 +Яy 2 )) |
||||
σF=N+Мy/Яz2 |
τ F = 12 (Qy |
− M KΡ (Яz1 +Яz 2 )) |
|||
σ=N − Mу/Яzl |
τ F = 12 (Q y − M KΡ (Яz1 +Яz 2 )) |
35
Таблица 5.2
Критерии и их значения.
№№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
критериев |
||||||||||
Значение |
σ1 + |
σ1 − |
σ2 + |
σ2 − |
σ3 + |
σ3 − |
σ4 + |
σ4 − |
τ7 + |
τ7 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№№ |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
критериев |
||||||||||
Значение |
τ8 + |
τ8 − |
τ5 + |
τ5 − |
τ6 + |
τ6 − |
N+ |
N − |
σ7 + |
σ7 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№№ |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
критериев |
||||||||||
Значение |
σ8 + |
σ8 − |
σ5 + |
σ5 − |
σ6 + |
σ6 − |
Qy+, |
Qy−, |
Qy+, |
Qy−, |
|
|
|
|
|
|
|
N+ |
N+ |
N− |
N− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№№ |
31 |
32 |
33 |
34 |
|
|
|
|
|
|
критериев |
|
|
|
|
|
|
||||
Значение |
Qz+, |
Qz−, |
Qz+, |
Qz−, |
|
|
|
|
|
|
|
N+ |
N+ |
N− |
N− |
|
|
|
|
|
|
5.2Плоское напряженное состояние
Вобщем случае главные напряжения в одной и той же точке конструкции для различных загружений имеют различную ориентацию. Поэтому здесь определение РСУ производится по огибающим экстремальным кривым нормальных и касательных напряжений по формулам:
σαk |
= Nx cos2 αk + Nz sin2 αk +Txz sin2αk |
(5.4) |
|||
τα |
k |
= |
1 |
(Nz − Nx )sin2αk + Tx z cos2αk |
(5.5) |
|
|
2 |
|
где k - номер загружения. Обозначения приведены на рис. 5.2.
36