16. Расчетные сочетания усилий и расчетные сочетания нагрузок. Задание РСУ и РСН в ЛИРА 10.4
Программный комплекс ЛИРА 10.4 значительно шагнул вперед относительно прежних версий (9.6, 9.4, 9.2). Это касается практически всех областей работы с программой: более удобный интерфейс, расчетные возможности, скорость создания моделей, анализ моделей и т.д.
Одна из доработок касается задания сочетаний усилий и сочетания нагрузок.
В более ранних версиях программы (9.6 и ранее) пользователь мог задавать только расчетные сочетания нагрузок. Это не всегда было удобно, поэтому в версии 10.4, мы добавили возможность задавать любую нагрузку: нормативную или расчетную, при этом, в одной задаче могут быть разные виды нагрузок, в зависимости от нужд пользователя.
Данная возможность доступна благодаря реализации двух коэффициентов перехода – к нормативным нагрузкам и к расчетным нагрузкам (рис. 1).
Рис. 1. Задание коэффициентов к нормативным и расчетным сочетаниям нагрузок. ЛИРА 10.4
То есть, если пользователь задает в схеме нормативные нагрузки, в выбранном загружении, то коэффициент к нормативным будет 1, а к расчетным – коэффициент надежности по нагрузке.
Рассмотрим различия в формировании таблиц расчетных сочетаний усилий (РСУ) в зависимости от выбранного нормативного документа СП 20.13330.2011 или СНиП 2.01.07-85*. В данных нормативных документах существуют различия, касающиеся коэффициентов для сочетаний.
Согласно пункту 1.12 СНиП 2.01.07-85*, при учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные:
Скачать руководство пользователя ЛИРА 10.4
1. Задание таблиц расчетных сочетаний усилий по СНиП 2.01.07-85*
Согласно пункту классификации нагрузок СНиП, пользователю предоставляется возможность выбрать в выпадающем списке тип нагрузки в зависимости от продолжительности действия. При этом, по умолчанию программа считает, что задаются нормативные нагрузки и меняет коэффициент к расчетным и долю длительности в зависимости от выбранного типа нагрузки (рис. 2).
Рис. 2. Выбор типа нагрузки. ЛИРА 10.4
Коэффициенты сочетаний добавляются в таблицу автоматически в зависимости от выбранного типа нагрузки (рис. 3).
Рис. 3. Коэффициенты сочетаний нагрузок для формирования расчетного сочетания усилий (РСУ) по СНиП. ЛИРА 10.4
2. Задание таблиц расчетных сочетаний усилий по СП 20.13330.2011
В зависимости от классификации нагрузки согласно п. 5 СП, пользователю предоставляется возможность выбрать в выпадающем списке тип нагрузки в зависимости от продолжительности действия по аналогии с тем, как это делается для СНиП. Отличия заключаются в том, что коэффициенты для 1 и 2-го основных сочетаний остаются неизменными – 1. Часто у пользователей возникает справедливый вопрос, почему это так.
Это объясняется теми различиями, которые мы рассмотрели выше.
В ЛИРА 10.4 существует еще одна таблица, которая учитывает степень влияния нагрузки. Эта таблица находится в Библиотеке загружений и выводится при нажатии кнопки Коэффициенты сочетания по степени влияния. Логично, что для СНиП в этой таблице во всех полях будут стоять 1.
Рис. 4. Таблица сочетаний по степени влияния для СП 20.13330.2011 и таблица взаимоисключаемых загружений. ЛИРА 10.4
3. Формирование сочетаний для РСН
Рассмотрим, как в ПК ЛИРА 10.4 реализован принцип формирования таблиц для расчетных сочетаний нагрузок.
Формирование таблиц РСН становится доступно при нажатии кнопки Пользовательские сочетания. При этом в столбце коэффициент необходимо вручную указать коэффициент в зависимости от типа сочетания и типа нагрузки (рис. 5).
Рис. 5. Формирование таблицы РСН для основного сочетания по СНиП. ЛИРА 10.4
4. Анализ результатов
При анализе результатов пользователь имеет возможность просматривать результаты как отдельно по сочетаниям, так и по РСУ и РСН.
Для просмотра результатов по расчетным сочетаниям нагрузок необходимо во вкладке Результаты нажать кнопку Загружения/РСН. При этом, пользователь может переключаться между расчетными и нормативными (в том числе, от длительнодействующей части) сочетаниями (рис. 6). Коэффициенты берутся из коэффициентов к загружениям (рис. 1).
Рис. 6. Выбор типа сочетания. ЛИРА 10.4
Для просмотра результатов по расчетным сочетаниям усилий необходимо во вкладке Результаты нажать кнопку Результаты по сочетаниям (рис. 7). Здесь, также, доступны результаты усилий как по нормативным сочетаниям, так и по расчетным.
Рис. 7. Вывод результатов по сочетаниям усилий. ЛИРА 10.4
РСУ и РСН.
РСУ (расчетные сочетания усилий), цель—выявление пиков напряжений от комбинаций ряда нагружений. Все найденные пики во времени взаимно независимы,
исключения случайны.
РСН (расчетные сочетания нагружений, сумма результатов нагружений),картина усилий(напряжений ) от жестко назначенных комбинаций нагружений. Каждая комбинация представляет собой некое реально возможное состояние элемента во времени со своей картиной усилий(напряжений)
обычно считаешь на расчетные нагрузки(завышенные против натуральных или нормативных), в рсу показываешь коэффициенты надежности(перегрузки) которые использовал, нужны для программного возврата к нормативным усилиям для расчета на трещины.(расчетные усилия используются для подбора арматуры по прочности).
армировать можно по всякому, но по РСН можно пропустить какое либо сочетание(вперед не знаешь какое худшее и делаешь их сам), по рсу избавлен от такого риска.
в нелинейном расчете арматура задается изначально, идет проверка жизнеспособности принятых решений при реально возможном задании последовательности событий.
Материал ЖБ. Но это неважно насколько я понимаю.
Вот цитаты с двж:
maestro
А что там расказывать? РСУ не визуализируешь и конструкцию не оценишь. Поэтому для анализа
глазами все равно нужен РСН. А если у тебя всего 8-10 загружений. да максимум (с розой
ветров на 8 направлений)- 8 РСНов- то зачем платить больше и еще заводиться с РСУ. Есть
динамика- Есть РСУ. Нет динамики- нет РСУ. Это ессно для гражданского железобетона. Вдобавок
у РСУ есть страшный недостаток- невозможно оценить усилия по расчету РСУ. Т.е. глазом не
окинешь, на коленке не прикинешь, элемент, резко отличающийся от соседей по нагрузкам не
найдешь с первого взгляда, усилия не оценишь. Это плохо.. Вреней, не то чтобы плохо. Но
это- как полет по приборам. Задал таблицу- получил арммирования. Усилий- не видел толком. А
РСН- полет, когда землю видишь. Ты видишь, на какие усилия армируются колонны. Ты их
пощупал, посмотрел, оценил. Вот и все. Поэтому без РСН (как в Мономахе)- трудно. Хотя я
вполне поманию, что есть обширнейшие классы инженерных задач, где РСУ- самое простое
средство анализа конструкции. Но это- не гражданский железобетон.
Разработчик
maestro Цитата:И главное- используя принцип минимизации применяемых средств и экономии
сущностей, принимайте такие проектные решения, для обоснования и расчета которых
нелинейность просто не нужна. Для 99% обычных конструкций- это вполне реально. Да и надежней
получается. Нелийность- слишком тонкий инструмент, чтобы все задачи им решать. Оставьте
нелийненость для большепролетных облочек и колосальных конструкций
Что такое РСУ (Расчетные Сочетания Усилий)?
Инженеры-расчетчики, которые только начинают свою профессиональную деятельность, в ходе расчетов объектов неизбежно столкнутся с вопросом: что такое РСУ? В этой статье описано что это и зачем нужно.
Основные положения
РСУ (Расчетные Сочетания Усилий) требуется выполнять для определения тех самых сочетаний отдельно заданных нагружений, которые могут быть решающими и наиболее опасными. На основании таких комбинаций вычисляются внутренние силовые факторы для каждого рассчитываемого стержня или узла, по которому и будет назначена и проверена жесткость.
Механизмом работы определения РСУ является принцип суперпозиции, согласно которому программа SCAD автоматически осуществляет выборку невыгодных сочетаний усилий. Они создают в элементах расчетной схемы максимально упругие напряжения в характерных точках или площадках заранее назначенных конечных элементов.
Согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» п.5, выделяют несколько типов нагрузок, которые отличаются друг от друга, среди прочих, и продолжительностью воздействия на конструкцию, а именно:
Ради практического упрощения работы с типами нагрузок в рамках среды SCAD, реализованые дополнительные типы, в том числе крановые, неактивные (например, к ней относится статическая составляющая ветрового воздействия, так как является она частью динамического загружения ветра), специальные.
Стоит помнить, что такое РСУ определяется для каждого элемента расчетной схемы в отдельности, в частности даже для каждого сечения. При этом, найденный набор комбинаций может не совпадать для различных элементов. Таким образом, для системы в целом получаются сочетания нагружений, которые физически не действуют одновременно, поэтому нельзя построить, например, эпюру или изополя РСУ. Но, тем не менее, инструменты, которые реализованы в SCAD, позволяют построить огибающую моментов или нормальных сил, то есть какого-либо одного силового фактора.
Логические связи между загружениями
Одним из самых главных элементов исходных данных для расчетных сочетаний является назначение логических связей между загружениями. В рамках расчетных программ можно выделить несколько типов логических взаимодействий:
Помимо вышеуказанных связей, предусмотрена так же знакопеременность заданных загружений. Таковыми являются практически все динамические нагрузки, в частности сейсмика и пульсация ветра.
Особые загружения, например сейсмика, согласно СП 14.13330.2018 п. 5.1, не должны действовать вместе с ветровыми нагрузками, то есть являются взаимоисключающими. Это можно пометить вручную в таблице РСУ или доверить программе, которая автоматически исключит их из совместного действия. По такому же принципу автоматическому исключения в SCAD реализовано одновременное воздействие статической и динамической ветровой нагрузки.
Коэффициенты РСУ
• столбец (1) — первое основное сочетание: для всех видов загружений, кроме особых, К=1 (для особых К=0).
• столбец (2) — второе основное сочетание: для постоянных К2= 1; длительно действующих К2=0,95; кратковременных, крановых и тормозных К2=0,9 особых К2=0.
• столбец (3) — особое сочетание: для постоянных К3=0,9; длительно действующих К3=0,8; кратковременных К3=0,5; крановых и тормозных К3=0; сейсмических К3=l; прочих динамических К3=0.
Выводы
Поняв, что такое РСУ, инженер-расчетчик может осуществлять подбор профилей или арматуры. Таким образом, правильно задав в расчетной схеме все загружения, действующие на проектируемый объект, определив их тип логические взаимосвязи, можно осуществить подбор каждого сечения элементов с проверкой на прочность.