Лабораторна робота №5 Розрахунок напружено-деформованого стану ростверка (для самостійної роботи)
Мета роботи: виконати розрахунок ростверка.
Завдання для підготовки до виконання лабораторної (самостійної) роботи
Розрахувати напружено-деформований стан ростверка, визначити напруження, дослідити епюри згинального моменту й поперечних сил.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1 Смирнов В.А. Александров А.В., Лащенков В.А., Шапошников Н.Н. Строительная механика стержневых систем.– М.: Стройиздат, 1981.
2 Зенкевич О.К., Ченг Ю.К. Метод конечного элемента в задачах строительной и непрерывной механики. – М.,1971.
3 Съярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. –М., "МИР", 1980.
4 Городецкий А.С., Олин А.И., Батрак Л.Г., Домащенко В.В., Масну-ха А.М. "ЛИРА-ПК" - программный комплекс для расчета и проектирования конструкций на персональных компьютерах. – Киев, вып. НИИАСС, 1988.
Умова задачі і вихідні дані:
1 Розрахувати й проаналізувати напружено-деформований стан балкового ростверка на пружній основі під сітку колон.
Сітка колон має крок 4 м і прольоти 2, 1.5 і 2 м (рис.2.5).
Перерізи ростверка такі:
Тавр_L (бетон): модуль пружності E = 3е5 т/м2; геометричні розміри перерізу: В = 10 см, Н = 30 см, В1 = 25 см і Н1 = 10 см; коефіцієнти жорсткості пружної основи: С1 = 500 і С2 = 0; об'ємна вага Ro=2,75 т/м3;
Тавр_L (бетон): модуль пружності E = 3е5 т/м2; геометричні розміри перерізу: В = 10 см, Н = 25 см, В1 = 20 см і Н1 = 10 см; коефіцієнти жорсткості пружної основи: С1 = 500 і С2 = 0; об'ємна вага Ro=2,75 т/м3.
Навантаження на конструкцію:
перше завантаження – власна вага;
друге завантаження – сили і моменти, прикладені до вузлів;
третє завантаження – трапецієвидне навантаження на елементи.
2 Вивести епюри поперечних сил і згинальних моментів у кожному завантаженні.
Рисунок 2.5 – Загальний вигляд ростверка
Під час виконання лабораторної роботи студент повинен знати: мету виконання лабораторної роботи, порядок її виконання та загальні теоретичні положення; вміти: виконувати розрахунок напружено-деформованого ростверка, будувати епюри та визначати напруження.
Порядок виконання лабораторної роботи наведено в таблиці 2.8.
Таблиця 2.8 – Послідовність дій під час розрахунку напружено-деформованого стану ростверка на пружній основі
|
Етапи |
Команди |
Порядок виконання | |
|
1 |
2 |
3 | |
|
Створення файлу для нової задачі |
ФАЙЛ/ НОВЫЙ
|
Задати: ім’я файлу – РОСТВЕРК, ознака схеми (кількість ступенів вільності) – 3 (три ступені вільності у вузлі – у напрямку осі Z і два повороти UX і UY) | |
|
Створення геометрії схеми |
СХЕМА/СОЗДАНИЕ/
РЕГУЛЯРНЫЕ ФРАГМЕНТЫ И СЕТИ (піктограма
|
Задати крок уздовж першої (горизонтальної) осі | |
|
Значення L (мм) |
Кількість N | ||
|
1 2 1 |
1 4 1 | ||
|
| |||
|
|
| ||
)
Продовження таблиці 2.8
|
1 |
2 |
3 | |
|
|
|
Задати крок уздовж другої (вертикальної) осі | |
|
|
|
Значення L (мм) |
Кількість N |
|
|
|
1,5 2 1,5 2 1,5 |
1 1 1 1 1 |
|
Призначення закріплень у вузлах |
1 ВЫБОР/ОТМЕТКА УЗЛОВ 2 СХЕМА/СВЯЗИ (піктограма
|
Виділити зовнішні вузли і призначити зв’язки в них в напрямку Z | |
|
Задання жорсткостей елементів |
ЖЕСТКОСТИ/ЖЕСТКОСТИ
ЭЛЕМЕНТОВ (піктограма
|
Призначити жорсткість елементів схеми, пара-лельних осі Х (виділити ці елементи). | |
|
|
Текущие типы жесткостей Тавр_L (бетон)
|
Параметри жорсткості: модуль пружності E= 3е5 тс/м2; геометричні розміри В = 10 см, Н = 30 см, В1= 25 см, Н1=10 см, С1=500; об’ємна вага Ro =2,75 тс/м3. Призначити жорсткість для елементів схеми, пара-лельних осі У (виділити ці елементи). | |
|
|
Тавр_L (бетон) |
Параметри жорсткості: модуль пружності: E = 3е5 тс/м2; | |
)
)
Продовження таблиці 2.8
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
геометричні розміри: В = 10 см, Н = 25 см, В1= 20 см, Н1=10 см, С1=500; об’ємна вага Ro =2,75 тс/м3. |
|
Призначення навантажень
|
1 НАГРУЗКИ/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ 2 НАГРУЗКИ/ НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ
|
Номери завантажень: 1-ше завантаження: – власна вага. 2-ге завантаження: – призначити навантаження на вузли, які розташовані на осях А і В, тип навантаження – Сосредоточенная сила, напрям дії навантаження – вздовж місцевої осі Z, величина сили Р = 4,2 т; – обрати тип навантаження "Момент"; |
|
|
|
– задати напрям дії навантаження – вздовж місцевої осі X, величина сили M = 2,5 тм; – натиснути на кнопку "Подтвердить". Аналогічні дії виконуються відносно вузлів на осі В, до яких прикладено момент:
– указати
піктограму – у діалоговому вікні обрати тип навантаження "Момент"; – задати напрям дії навантаження навколо місцевої осі X1 і величину сили M = -2,5 тм; |
;
Продовження таблиці 2.8
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
– натиснути на кнопку "Подтвердить". 3-тє завантаження: 1
Призначити трапецієвидне навантаження
|
|
|
|
– виділити на схемі елемент а; – указати систему координат "Местная"; – задати напрям дії навантаження вздовж місцевої осі Z, величина сили на початку і в кінці її прикладання – Р1 =0 тм і Р2 = 4 тм, відстань від першого вузла елемента – А1 = 0 м і А2 = 2 м; – натиснути на кнопку "Подтвердить". |
|
|
|
2 Призначити трапецієвидне навантаження на елемент b: – виділити на схемі елемент b; – система координат "Местная"; – задати напрям дії навантаження вздовж місцевої осі Z, величина сили на початку і в кінці її прикладання – Р1 =4 тм і Р2 = 8 тм, відстань від першого вузла елемента – А1 = 0 м і А2 = 2 м; – натиснути на кнопку "Подтвердить". 3 Призначити трапе-цієвидне навантаження на елемент с: – виділити на схемі елемент с; – обрати систему координат "Местная"; |
на елементиa
, b,
с,
d,
е:Продовження таблиці 2.8
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
– задати напрям дії навантаження вздовж місцевої осі Z, величина сили на початку і в кінці її прикладання – Р1 =8 тм і Р2 = 12 тм, відстань від першого вузла елемента –А1 = 0 м і А2 = 2 м; – натиснути на кнопку Подтвердить". 4 Призначити трапецієвидне навантаження на елемент d: – виділити на схемі елемент d; |
|
|
|
– обрати систему координат "Местная"; – задати напрям дії навантаження вздовж місцевої осі Z, величина сили на початку і в кінці її прикладання – Р1 =12 тм і Р2 = 6 тм, відстань від першого вузла елемента – А1 = 0 м і А2 = 1,5 м; – натиснути кнопку "Подтвердить". |
|
|
|
5 Призначити трапецієвидне навантаження на елемент е: – виділити на схемі елемент е; – обрати систему координат "Местная"; – задати напрям дії навантаження вздовж місцевої осі Z, величина сили на початку і в кінці її прикладання – Р1 =6 тм і Р2 = 0 тм, відстань від першого вузла елемента А1 = 0 м і А2 = 2 м; – натиснути кнопку "Подтвердить". |
Продовження таблиці 2.8
|
1 |
2 |
3 |
|
Виконання розрахунку |
РЕЖИМ/ВЫПОЛНИТЬ
РАСЧЕТ (піктограма
|
Програма переходить у режим розрахунку, на екран виводиться індикатор стану розрахунку |
|
Режим візуалізації результатів розрахунку |
РЕЖИМ/ РЕЗУЛЬТАТЫ
РАСЧЕТА (піктограма
|
Виведення на екран епюр, команда меню УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ |
)
)Порядок представлення та оформлення звіту
Після виконання лабораторної роботи студент повинен оформити та представити звіт про виконання лабораторної роботи.
Під час оформлення звіту про виконання лабораторної роботи необхідно:
на титульному аркуші вказати: назву університету, кафедри; назву та номер лабораторної роботи; прізвище, ініціали та номер групи студента; дату виконання; прізвище та ініціали викладача;
оформити звіт, використовуючи отримані результати, побудувати епюри сил і моментів;
сформулювати висновки відповідно до мети роботи, базуючись на отриманих результатах.
Питання для самоконтролю
Опишіть алгоритм розрахунку напружено-деформованого стану ростверка на пружній основі.
Як створити геометрію ростверка?
Скільки ступенів вільності у вузлах ростверка?
Опишіть, як можна задати сили і моменти, прикладені до вузлів.
Яким чином можна проглянути деформовану й недеформовану схеми?