М.С. Барабаш, М.В. Лазнюк, М.Л. Мартынова, Н.И. Пресняков
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАСЧЕТА
И ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ДЕРЕВЯННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
Курсовое и дипломное проектирование
Исследовательские задачи
Под редакцией проф. А.А. Нилова
Рекомендовано Учебно-методической комиссией по специальности
«Промышленное и гражданское строительство» в качестве
учебного пособия для студентов, обучающихся
по направлению 270100 «Строительство»
Издательство Ассоциации строительных вузов
Москва
2008
УДК 624.014:624.04:721.011.1
Рецензенты:
Кафедра «Строительные конструкции» Братского государственного
университета, зав. кафедрой, к.т.н., профессор В.А. Люблинский;
доктор технических наук, профессор кафедры «Строительные конструкции
и инженерные сооружения» ГОУ ВПО «Южно-Уральский
государственный университет» В.Ф. Сабуров
кандидат технических наук, профессор Московского Государственного
Строительного Университета Е.В. Шилов
М.С. Барабаш, М.В. Лазнюк, МЛ. Мартынова, Н.И. Пресняков
Современные технологии расчета и проектирования металлических и
деревянных конструкций / Курсовое и дипломное проектирование.
Исследовательские задачи: Учебное пособие для студ. высш. учеб, заведений /
/ Под ред. проф. Нилова А.А. - М.: Издательство АСВ, 2008. - 328 с.
ISBN 978-5-93093-564-6
В учебном пособии рассмотрены вопросы автоматизированного расчета и
проектирования строительных металлических конструкций. Изложены
технологии и методы математического моделирования. Показаны способы
построения расчетных конечно-элементных моделей.
Для студентов и магистров строительных специальностей высших учебных
заведений, аспирантов и инженерно-технических работников проектных
организаций.
УДК 624.014:624.04:721.011.1
Н.И. Пресня ков, Н.Н.Пресняков мультимедийный обучающий курс по КП
ЛИРА 9.2- CD
ISBN 978-5-93093-564-6
9 785930 93 5646
© Нилов А.А., М.С. Барабаш,
М.В. Лазнюк, М.Л. Мартынова,
Н.И. Пресняков, 2008
© Издательство АСВ, 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБ АВТОРАХ.............................................6
ПРЕДИСЛОВИЕ............................................7
Раздел I. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ...........................9
Глава 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА СТАЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ В СРЕДЕ ПК ЛИРА.............................9
1.1.	Назначение и возможности ...........................9
1.2.	Типы сечений ......................................12
1.3.	Типы узлов ........................................17
1.4.	Задание дополнительных данных для подбора или проверки
сечений ................................................19
1.5.	Конструктивные и унифицированные элементы..........22
1.6.	Проверки несущей способности элементов.............24
1.7.	Описание алгоритмов расчета элементов..............28
1.8.	Сквозной расчет элементов .........................33
1.9.	Локальный расчет элементов.........................33
1.10.	Представление результатов расчета элементов.......33
1.11.	Расчет узлов .................................... 36
1.12.	Создание чертежей в программе ЛИРА-КМ.............37
Литература к главе 1....................................44
Глава 2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ................45
2.1.	Общие положения....................................45
2.2.	Задание листового проката в программе «Сортамент»..45
2.3.	Расчетная схема главной балки и определение усилий.49
2.4.	Подбор или проверка сечений сварной главной балки
составного сечения......................................57
2.5.	Расчет второстепенных балок и колонн...............65
2.6.	Пример расчета сечения однопролетной балки в локальном
режиме работы программы ЛИР-СТК.........................67
2.7.	Расчет поясных соединений..........................72
Литература к главе 2....................................77
Глава 3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛОЧНОЙ
КЛЕТКИ...................................................78
3.1.	Общие положения....................................78
3.2.	Исходные данные....................................78
3.3.	Расчетная схема балочной клетки, определение усилий и их
расчетных сочетаний.................................... 79
3
ЗАПодбор или проверки сечений конструктивных элементов....91
3.5.	Расчет и конструирование узла сопряжения балок.......101
3.6.	Расчет базы колонны..................................109
3.7.	Выполнение чертежей с помощью программы ЛИРА-КМ,
интегрированной в среду AutoCAD...........................115
Литература к главе 3......................................137
Глава 4. РАСЧЕТ АРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ......................138
4.1.	Общие положения......................................138
4.2.	Особенности задания геометрии конечно-элементных моделей
арок......................................................138
4.3.	Определение ветровых и снеговых нагрузок.............142
4.4.	Расчетная схема арки, определение усилий и их расчетных
сочетаний.................................................146
4.5.	Подбор или проверка стального сечения арки...........147
4.6.	Расчет деревянного сечения арки......................148
4.7.	Расчет устойчивости арки.............................148
Литература к главе 4......................................150
Глава 5. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ОДНОЭТАЖНОГО
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ............................151
5.1.	Общие положения .....................................151
5.2.	Исходные данные......................................151
5.3.	Расчетная схема поперечной рамы, определение усилий и их
расчетных сочетаний ......................................154
5.4.	Подбор или проверка сечений конструктивных элементов
поперечной рамы.........................................  186
5.5.	Документирование результатов расчета ................195
Литература к главе 5 .....................................199
Глава 6. ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ..........................200
6.1.	Общие положения .....................................200
6.2.	Расчет поперечной рамы складского помещения..........200
6.3.	Расчет раскоса фермы цельного сечения ...............222
6.4.	Расчет колонны клееного сечения......................226
6.5.	Расчет колонны составного сечения ...................230
Литература к главе 6......................................235
Раздел II. ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ,
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЗАДАЧИ.................................236
Глава 7. ТОНКОСТЕННЫЕ СТЕРЖНИ И ОБОЛОЧКИ..............236
7.1.	Общие положения .................................236
7.2.	Прочность тонкостенных стержней..................236
7.3.	Определение геометрических характеристик тонкостенных
сечений...............................................239
7.4.	Устойчивость тонкостенных стержней и оболочек....241
7.5.	Пример моделирования и расчета балок с поперечно
гофрированной стенкой .................................243
7.6.	Дипломный проект: «Стальной силос для бетонных смесей
объемом 6000 м3».......................................257
Литература к главе 7..................................271
Глава 8. ПОДКРАНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ .....................273
8.1. Общие положения..................................273
8.2. Численные исследования напряженного состояния стенки и
поперечных ребер жесткости подкрановых балок,
воспринимающих внецентренную крановую	нагрузку......274
Литература к главе 8..................................297
Глава 9. ВАНТОВЫЕ И МЕМБРАННЫЕ	КОНСТРУКЦИИ ...........298
9.1. Общие положения .................................298
9.2. Моделирование висячего покрытия системы В. Г. Шухова.300
Литература к главе 9......................................308
Приложение 1. Курсовой проект № 1:
«Рабочая площадка промышленных зданий»..............  309
Приложение 2. Курсовой проект № 2:
«Стальные конструкции промышленных зданий» ............311
Приложение 3. Курсовой проект:
«Деревянные конструкции»...............................314
Приложение 4. Дипломный проект:
«Расчет стального силоса для смешивания смесей» .......316
Приложение 5. Студенческая научно-исследовательская работа:
«Сравнительная оценка применимости ПК ЛИРА к расчету
тонкостенных пологих составных конструкций, состоящих из
конических оболочек»..................................323
ОБ АВТОРАХ
Нилов Алексей Александрович — канд. техн, наук, профессор кафедры
металлических и деревянных конструкций Киевского национального университе-
та строительства и архитектуры, г. Киев, Украина.
Направление научной деятельности — исследование металлических конст-
рукций рамного и балочного типа, в том числе из тонколистовой стали с учетом
закритической работы. Разработал методы расчета прочности и устойчивости
стальных цилиндрических оболочек надшахтных башенных копров, балок с гиб-
кими и гофрированными стенками, складчатых бескаркасных зданий.
Лазнюк Михаил Васильевич — канд. техн, наук, ведущий инженер лабора-
тории сопровождения и внедрения программных комплексов ЛИРА и МОНОМАХ
Государственного научно-исследовательского института автоматизированных
систем в строительстве, г. Киев, Украина.
Направление научной деятельности — исследование металлических конст-
рукций из тонколистовой стали с учетом неупругой работы материала. Разрабо-
тал методы расчета прочности и устойчивости стальных балок с гофрированны-
ми стенками.
Мартынова Марина Леонидовна — канд. техн, наук, зав. кафедрой «Про-
мышленное и гражданское строительство» филиала государственного образова-
тельного учреждения высшего профессионального образования «Южно-
Уральский государственный университет», г. Златоуст, Российская Федерация.
Направление научной деятельности — разработка методики оценки устало-
стной долговечности сварных подкрановых балок, реализация ее в программном
обеспечении.
Направление научно-исследовательской работы со студентами — исследо-
вание напряженного состояния и пространственной работы стальных конструк-
ций зданий и сооружений, а также концентрации напряжений их узлов на основе
моделирования в ПК ЛИРА.
Барабаш Мария Сергеевна — канд. техн, наук, доцент кафедры компью-
терных технологий в строительстве Национального авиационного университета,
ведущий научный сотрудник Государственного научно-исследовательского ин-
ститута автоматизированных систем в строительстве, г. Киев, Украина.
Направление научной деятельности — компьютерные технологии проекти-
рования конструкций, системы автоматизированного проектирования. Разработка
интегрированной линии проектирования и управления строительством.
Пресняков Николай Иванович - канд. тех. наук, ректор негосударственного
образовательного учреждения «институт научно-технического общества строите-
лей», г.Москва, Российская Федерация.
Направление научной деятельности - исследование новых методов обуче-
ния с применением информационно - телекоммуникационных технологий. CALS
-технологии в строительстве и разработка методов построения информационно-
коммуникационных систем зданий, сооружений и их комплексов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современные учебники для вузов по дисциплине «Металлические и дере-
вянные конструкции» в разделах, касающихся определения НДС и расчета эле-
ментов металлических конструкций (МК) и деревянных конструкций (ДК), в основ-
ном оперируют инженерными методиками расчета. Особенностям расчета МК и
ДК с использованием ЭВМ уделяется очень мало внимания или не уделяется
вовсе. Эти вопросы, как правило, рассматриваются очень бегло, или опять же,
как правило, материал подается на основании внутрикафедральных разработок
для учебного процесса. Стоит, правда, отметить, что использование в учебном
процессе промышленных комплексов, таких как ПК ЛИРА, в некоторых вузах ото-
бражено в методических указаниях к курсовым проектам. Существенным недос-
татком методических указаний является ограниченность материала, и при вы-
полнении дипломного проекта или исследовательских работ студенту практиче-
ски некуда заглянуть. Аналогичная ситуация возникает и в последипломной ра-
боте. Все чаще в требованиях к специалистам, принимаемых на работу в проект-
ные организации в качестве инженеров-конструкторов, звучит требование о зна-
нии программных средств для расчета конструкций.
Основной целью написания данного учебного пособия является необходи-
мость восполнить существующий пробел. Поскольку это первое пробное издание
по МК, предшествующее массовому внедрению САПР в учебный процесс (к со-
жалению, проведенные изыскания показывают, что внедрение компьютерных
технологий в подавляющем большинстве вузов на кафедрах строительных кон-
струкций или находится в зачаточном состоянии, или же им отводится недопус-
тимо малое количество часов), авторы надеются на отклики с замечаниями и по-
желаниями. Все отклики просим высылать по электронному адресу
lira@lira.kiev.ua.
В данном учебном пособии излагаются технологии математического модели-
рования и численного анализа металлических конструкций и их элементов в среде
ПК ЛИРА, а также в демонстрации некоторых возможностей применения Пакетов
прикладных программ (ППП): «Стальные конструкции», «Деревянные конструк-
ции», «Мостовые конструкции», «Статика, динамика, устойчивость», «Геометриче-
ские характеристики сечений», «Нагрузки и воздействия» и «Математика для ин-
женера» при расчете и проектировании металлических и деревянных конструкций.
Авторы надеются, что материал, изложенный в данном учебном пособии, приго-
дится студентам не только в учебном процессе, но и в последующей работе в про-
ектных и научно-исследовательских организациях. Также, по мнению авторов, эта
книга может быть полезна для аспирантов, защищающихся по дисциплинам
05.23.01, 05.23.17, и инженерно-технических работников проектных организаций.
К учебному пособию прилагается мультимедийный обучающий курс на CD
«ПК ЛИРА 9.2». Курс представляет собой сборник примеров моделирования и
численного анализа конструкций в среде программного понимания ЛИРА. При-
веденные примеры снабжены обучающими рисунками с объяснениями препо-
давателей, пошаговым сопровождение действий при работе с программой и
тренажерами. Рассмотренные примеры дают возможность самостоятельно
обучится работе с ПК ЛИРА 9.2.
Пособие разбито на два основных раздела.
Раздел!. Курсовое проектирование содержит методику построения ко-
нечно-элементных моделей и расчета конструкций, изучаемых в учебном про-
цессе. Раздел I ориентирован на студента (пользователя), начинающего знако-
миться с ПК ЛИРА.
В главе 1 кратко отражены необходимые для понимания дальнейшего мате-
риала обозначения, расчетные предпосылки и понятия, используемые в
ПК ЛИРА Последующие главы посвящены расчету и проектированию стальных
конструкций: элементов балочной клетки, простых арочных систем, а также попе-
речника промышленного здания. В главе 6 рассматривается пример создания и
расчета в ПК ЛИРА конечно-элементной модели рамного поперечника, выпол-
ненного из деревянных конструкций. Также глава 6 снабжена примерами расче-
тов поперечных сечений элементов поперечника с помощью ППП «Деревянные
конструкции».
Предполагается, что читатель знаком с основами сопротивления материалов
и строительной механики, а также с идеей метода конечных элементов. Предпо-
лагается также, что читатель имеет некоторые навыки работы на компьютере.
Раздел II. Дипломное проектирование, исследовательские задачи со-
держит рекомендации по составлению расчетных схем и способам их решения,
примеры математических моделей металлических конструкций различного типа и
назначения. Приведенные примеры численного анализа металлических конст-
рукций взяты из дипломных проектов, диссертационных работ, а также из практи-
ки проектирования существующих объектов.
Авторы выражают благодарность д-ру техн, наук, проф. А.С.Городецкому,
д-ру техн, наук, проф. ВАПермякову, д-ру техн, наук, с.н.с. И.Д. Евзерову, канд.
техн, наук, проф. В.З. Клименко, канд. техн, наук, с.н.с. Ю.Д. Гераймовичу, инже-
нерам: А.В. Горбовцу, Е.И. Торбенко, Д.В. Медведенко, С.В. Литвиненко,
Т.А. Ниловой, В.П. Титку и Н.И. Преснякову за помощь в написании книги.
Раздел I. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Глава 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА СТАЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ В СРЕДЕ ПК ЛИРА
1.1.	Назначение и возможности
Программный комплекс ЛИРА (ПК ЛИРА) [1, 2, 3, 13, 14] — это многофунк-
циональный программный комплекс для расчета, численного исследования и
проектирования конструкций различного назначения. ПК ЛИРА основан на ис-
пользовании метода конечных элементов (МКЭ) в форме перемещений, при-
знанного в мире основным инструментом численного анализа прочности и устой-
чивости строительных конструкций.
ПК ЛИРА состоит из нескольких взаимосвязанных информационных разде-
лов и систем, среди которых, в рамках данной книги, будут рассмотрены:
раздел ЛИРА 9.41 (в дальнейшем ЛИРА или ПК ЛИРА). Включает в себя сис-
тему ЛИР-ВИЗОР (единая графическая среда, которая позволяет произвести
подготовку исходных данных и отобразить результаты конечно-элементного рас-
чета), расчетные процессоры, библиотеку конечных элементов и другие сис-
темы, такие как: УСТОЙЧИВОСТЬ, ЛИТЕРА, ФРАГМЕНТ, ДОКУМЕНТАТОР, а
также расчетно-графическая система МОНТАЖ-плюс, ознакомление с которыми
мы будем производить в процессе изложения материала;
система ЛИР-СТК (подбор и проверка сечений и расчет узлов стальных кон-
струкций);
система ЛИР-РС (редактируемый сортамент стальных конструкций, исполь-
зуемый как ЛИР-ВИЗОР, так и ЛИР-СТК);
система ЛИР-KM (интегрированная в среду AutoCAD система, позволяющая
на основе результатов расчета ЛИР-СТК произвести выполнение рабочих чер-
тежей);
система ЛИР-КС (конструктор сечений);
система ЛИР-КТС (конструктор тонкостенных сечений).
С другими системами, например, с системами для расчета железобетонных
конструкций (ЛИР-АРМ и ЛИР-ЛАРМ), расчетно-графическими системами для
расчета конструкций на подвижные нагрузки (МОСТ) и расчета на динамические
воздействия с учетом нелинейности (ДИНАМИКА-плюс), системой выдачи рабо-
чей документации (ЛИР-ДОК), а также более подробно с некоторыми системами,
указанными выше, можно ознакомиться в пособиях (1,11 —14].
В данной работе основное внимание будет уделяться разделу ЛИРА (ЛИ-
РА 9.4) и системе ЛИР-СТК.
Применительно к металлическим конструкциям ПК ЛИРА позволяет рассчи-
тывать здания и сооружения (а также их элементы и узлы сопряжений) различно-
го назначения на следующие виды нагрузок и воздействий.
Зачастую под ПК ЛИРА подразумевается именно этот раздел, являющийся ядром всего программ-
ного комплекса. Номер 9.4 указывает на номер версии программного комплекса ЛИРА. При напи-
сании данной книги последняя коммерческая версия — ПК ЛИРА 9.4.
Статические — включают, собственно, статические и квазистатические на-
грузки (собственный вес конструкций и оборудования, полезные нагрузки, неко-
торые климатические нагрузки и др.), температурные и деформационные нагруз-
ки; динамические (пульсация ветра, сейсмические воздействия, ударные и им-
пульсные воздействия, гармонические колебания), а также на некоторые виды
специальных воздействий.
Наряду с численными расчетами конструкций в упругой стадии (в рамках за-
кона Гука) ПК ЛИРА позволяет производить расчеты с учетом:
•	физической нелинейности. Вкратце — это учет нелинейных зависимо-
стей между напряжениями и деформациями, т.е. учет действительной работы
материала, предполагающей возможность развития пластических деформаций и,
вследствие этого, перераспределения усилий в статически-неопределимых сис-
темах, а также возможности образования пластических шарниров;
•	геометрической нелинейности — отсутствует прямая зависимость ме-
жду перемещениями и деформациями, что позволяет производить расчеты по
деформированной схеме (с учетом изменения геометрии системы в процессе
нагружения), а также расчеты систем, которые не могут быть решены в линейной
постановке: нити, ванты и мембраны;
•	физической и геометрической нелинейности одновременно — т.е.
когда расчеты производятся по деформированной схеме с учетом возможности
образования пластических деформаций;
•	конструктивной нелинейности (раздел физической нелинейности). В
основном это контактные задачи, т.е. это задачи с односторонними опорами (опо-
ры, которые работают только на сжатие или только на растяжение, трение и др).
Конструирующая система ЛИР-СТК предназначена для подбора и проверки
сечений стержневых элементов стальных конструкций и узлов сопряжений эле-
ментов стальных конструкций в соответствии со СНиП 11-23-81* [4, 5].
ЛИР-СТК позволяет также выполнять подбор и проверку сечений стержней по
нормам Eurocode 3 [10].
ЛИР-СТК позволяет варьировать сечения конструкций. Так, например, задан-
ное в программе ЛИРА сечение из прокатного двутавра в ЛИР-СТК может быть
заменено на составной двутавр или любое другое сечение, указанное в табл. 1.2.
Или же, при вариантном проектировании, заданное в программе ЛИРА железобе-
тонное или численное (параметры ЕА, El, GIk и др. задаются непосредственно
пользователем, а не вычисляются автоматически) сечение может быть заменено
и рассчитано как стальное.
Расчет сечений и узлов стальных конструкций выполняется на вычисленные
в ПК ЛИРА усилия и их сочетания: усилия от загружений, расчетные сочетания
усилий (РОУ), расчетные сочетания нагрузок (РСН). Предусмотрена возможность
введения усилий или их сочетаний вручную.
\^^РС'Н и РСУ — это две ипостаси (или два способа решения) одной и
той же задачи — определения наиболее опасных сочетаний нагрузок.
Первый подход, основанный на вычислении расчетных сочетаний нагрузок
(РСН) и соответствующих им усилий на основании нормированных формул.
Такой подход принят как основной в странах Европы и США. Он вытекает из
вероятностной оценки вклада той или иной нагрузки в итоговое напряженно-
деформированное состояние сооружения. Для каждого сооружения рассматри-
вается всегда одинаково ограниченное количество сочетаний. При этом
весьма вероятно, что наиболее опасные сочетания могут быть упущены.
Второй подход (РСУ), предложен советской школой и основан на принципе су-
перпозиции, который справедлив для линейно деформируемых систем. Задача
определения опасных сочетаний нагрузок преобразована в задачу определения
опасных сочетаний усилий (РСУ). Детально о способах построения и о крите-
риях РСУ, используемых в ПК ЛИРА, см. в [1]. Также можно обратиться к спра-
вочной системе ПК ЛИРА.
Главная цель — это обеспечение взаимосвязи между результатами расчета
сооружения на различные нагрузки и подбором (проверкой) сечений его эле-
ментов. ЛИР-СТК работает как с РСУ, так и с РСН, а также с усилиями, полу-
ченными в результате расчета по отдельным загружениям.
Подбор и проверка сечений может производиться в двух режимах:
•	сквозной режим, в процессе которого производится расчет для всех ука-
занных пользователем элементов в автоматическом режиме;
•	локальный режим, в процессе которого пользователь может производить
многовариантное проектирование одного конструктивного или конечного элемен-
та — изменять параметры или тип сечения, менять марку стали, варьировать
расстановку ребер жесткости и т.п.
Результатами расчета (подбора или проверки) являются размеры сечений
элементов и проценты использования несущей способности сечений элементов
по соответствующим проверкам (4]. Результаты проверки или подбора выдаются
в виде текстовых, HTML, Excel таблиц и графических таблиц или копий экрана.
Последние выполняются с помощью Документатора. Кроме этого для быстрого
просмотра предусмотрена возможность графического выведения процентов ис-
пользования по группам проверок по 1-му и 2-му предельным состояниям, а так-
же отдельно по местной устойчивости элементов конструкции в виде цветовой
гаммы — мозаики (см. рис. 3.24, глава 3).
Работа ЛИР-СТК осуществляется на базе нормативных данных, которые со-
держат сведения о расчетных характеристиках сталей и размерах выпускаемого
листового и фасонного проката. База сортамента содержится в системе ЛИР-РС
(редактируемый сортамент).
1.2.	Типы сечений
В зависимости от усилий, действующих в сечении стержневых элементов,
определены следующие расчетные процедуры (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Расчетная процедура	Усилия	Соответствие СНиП 11-23-81*
ФЕРМЕННЫЙ	Продольного усилия N (сжатие или растяжение)	Центрально- растянутые и центрально-сжатые элементы
БАЛКА	Изгибающих моментов Му (в плоскости Zi), Mz (в плоскости Yi)t перерезывающих сил Qz и Оу	Изгибаемые элементы
КОЛОННА	Нормальной силы (сжатие или растяже- ние) N и изгибающих моментов Myf Mz; перерезывающих сил Qz, Qy	Элементы, подверженные дейст- вию осевой силы с изгибом
КАНАТ	Продольное усилие (растяжение)	Канаты, пряди, высо- копрочная проволока
Расчетная процедура «ФЕРМЕННЫЙ» указывает на то, что импортируемый
в ЛИР-СТК элемент будет рассчитываться на действие только продольных уси-
лий или их сочетаний (сжатие и/или растяжение). Возможное присутствие изги-
бающих моментов и поперечных сил будет игнорироваться. Последнее необхо-
димо, например, при классическом расчете ферм, когда изгибающие моменты не
учитываются, а нагрузка от собственного веса была собрана не в узлы, а прило-
жена распределенной, используя автоматическую функцию ПК ЛИРА «Добавить
собственный вес».
Расчетная процедура «БАЛКА», соответственно, указывает на то, что им-
портируемый в ЛИР-СТК элемент будет рассчитываться на действие только из-
гибающих моментов и поперечных сил. Возможное присутствие продольных сил
будет игнорироваться.
И, наконец, расчетная процедура «КОЛОННА» указывает на то, что импор-
тируемый в ЛИР-СТК элемент будет рассчитываться на действие полной группы
усилий. При этом в [4] отсутствуют прямые указания по расчету элементов,
подверженных действию осевой силы с изгибом, на действие поперечных сил.
В ЛИР-СТК проверка прочности от действия поперечных сил для процедуры
«КОЛОННА» реализована в соответствии с проверками для изгибаемых элемен-
тов [4] с коэф, к = 0,5 (см. табл. 5). Поскольку случаи преобладания поперечной
силы для колонн достаточно редки, отдельной колонки в графе проверок (см.
табл. 1.7) не предусмотрено. Поэтому, если процент использования сечения при
проверке прочности от действия поперечной силы превышает соответствующий
процент использования при проверке прочности от действия нормальной силы и
изгибающих моментов, первый — будет записан в таблице результатов в колон-
ке 1ПС — сводный процент использования сечения по первому предельному
состоянию (см. табл. 1.7).
Кроме того, необходимо отметить, что при расчетах по процедуре «КОЛОН-
НА», если в таблицу усилий или их расчетных сочетаний попали строки, где на-
личествует только продольная сила, расчет сечения для этой группы усилий бу-
дет выполнен как для центрально-растянутых и/или центрально-сжатых элемен-
тов. Соответственно, если в какой-то строке отсутствует продольная сила (из-
гиб), расчет будет производиться как для изгибаемого элемента. Последнее час-
тично касается и элементов, в которых преобладает изгиб, т.е. в соответствии с
п. 5.27*, если относительный эксцентриситет т > 20 (для сквозных стержней)
или относительный приведенный эксцентриситет mef > 20 (для сквозных
стержней), проверки общей и местной устойчивости будут производиться как для
изгибаемых элементов.
В табл. 1.2 дано соответствие между сечениями, которые рассчитываются по
ЛИР-СТК, и расчетными процедурами. Знак «+» указывает на то, что для данного
сечения соответствующая расчетная процедура возможна.
Таблица 1.2
Элементы		Расчет по СНиП				Расчет по Eurocode		
		Ферма	Балка	Колонна	Канат	Ферма	Балка	X о ц о
		N	Му, Ог, Мг, Оу	N, Му, а, Мг, Qy	N+	N	Му, а, Мг, Qy	N, Му, сь, Мг, Qy
|	Двутавр		4-	4*	4-	V	+	+	+
1	Составной I	двутавр		+	4-	4-	м	4-	+	+
[	Швеллер	+	4-		м	+	+	+
[	Коробка из швеллеров	4-	4-	+	чм-	+	4-	+
|| 1 iL.	П' Раздвинутые —J1	двутавры		+	+	-	-	чин	м
	Т Коробка из JL двутавров	+	+	4*	-	4-	+	м
	!р Два уголка	4-	+	+	-	+	—	м
Элементы
-/i\- Крестовые уголки
it Крестовые ’i уголки*	
Уголок	
	“• Уголок**
Труба	
Два швеллера	
rF“ i  »_ iL.	“I1 ; Два швеллера
[	-1 Профиль «Молодечно» (прямоугольная труба)
г	| Короб составной
	Г" Несимметричный L составной двутавр
	| Квадрат
Ф Круг	
[	С образный J профиль
Расчет по СНиП				Расчет по Eurocode		
Ферма	Балка	Колонна	Канат	Ферма	Балка	Колонна
N	Му, Qz, Mz, Qy	N, Му, Qz, Mz, Qy	N+	N	Му, Qz, Mz, Qy	N, Му, Qz, Mz, Qy
+ - - + - - + + + - + + + + + + - + + + - + + + - + + + + + + - + + + - + + + -				+ *	мм +	- - *	ч-	м +	+	+ М	М	м МММ + + + + + м	М		
Элементы				Расчет по СНиП				Расчет no Eurocode		
				Ферма	Балка	Колонна	Канат	Ферма	Балка	Колонна
				N	Му, сь, Mz, Qy	N, Му, Qz, Mz, Qy	N+	N	My, Mz, Qy	N, My, Ch. Mz, Qy
		| Тавр		+		4*	-	+	4*	
II 1 1 1, ll		ч 1 _| _J[	Уголковое сечение	+	4"	4"	-	-	-	-
	©		Канат	•W	-	»	+	*	-	-
	1	 Прямоугольное I сечение (лист)		+	+	+	-	-		-
			Сварной швеллер (из трех листов)	+	ч*	4-	-	-	-	F*
		Сварной швеллер ь (из листа и двух уголков)		+	+	+	-	-	—	V
4	0- * 1	о f t f 0	Три трубы	44	+	+		-	-	V
1 1 1		""Т J _J1	Швеллер с двутавром (прокатные профили)	+		•|-	-	-	-e	
1 1 i	1 и		Швеллер с двутавром (прокатный двутавр и швеллер из трех листов)	•Iй			-	-		W
	ir“ni 1 J 1 II		Швеллер с двутавром (прокатный двутавр и швел- лер из листа и двух уголков)	+	+	+	«	-	—	-
Элементы	Расчет по СНиП				Расчет по Eurocode		
	Ферма	Балка	Колонна	Канат	Ферма	Балка	Колонна
	N	Му, а. Ml, Qy	N, Му, Оц Mz, Qy	N+	N	Му, Qzr Mz, Qy	N, Му, Qz, Mz, Qy
Швеллер с __ двутавром [>	Ч (составной i|	|i двутавр и швеллер из трех листов)			+	-		-	*
Швеллер с ___ двутавром [г "} (составной ||—1| двутавр и швеллер из листа и двух уголков)	+	+	*ь	—	м	—	w
*, ** — в данных сечениях радиусы инерции при проверках гибкости и устойчивости
принимаются не /Fnin , a ix или iy; т.е. расчет ведется не в главных осях сечения, а в
осях, параллельных полкам уголков.
1.3.	Типы узлов
Шарнирное примыкание двутавровой балки к колонне
Жесткое примыкание двутавровой балки к колонне
Балка к колонне
Балка к колонне
Стыки двутавровых балок
Стык на накладках
Стык на накладках
Сопряжение двутавровых балок
Две пластинки
Пластинка уголок
Уголок ребро
Уголок уголок
Стыки двутавровых колонн
На высокопрочных болтах
Шарнирная база двутавровой колонны
Жесткая база двутавровой колонны
Шарнирная база колонны коробчатого сечения
Жесткая база колонны коробчатого сечения
Примыкание связей (сечение связей из одного и двух уголков)
Сварное
На болтах
Смешанное
1.4,	Задание дополнительных данных для подбора или проверки
сечений
На уровне конструирующей системы ЛИР-СТК после импорта задачи необ-
ходимо задать дополнительные данные, необходимые для подбора или провер-
ки сечений. Далее перечисляются данные, необходимые для расчета в соответ-
ствии со СНиП 11-23-81*.
Для всех типов элементов задаются коэффициенты условий работы ус и ко-
эффициенты надежности уп.
Необходимо задать коэффициент условий работы ус для проверок сечения
по устойчивости и по прочности. Коэффициенты условий работы ус задаются как
для всего сечения, так и для каждого элемента сечения в отдельности (для со-
ставных сечений). Если ус для элемента сечения отличается от ус всего сечения,
он будет использован для проверок устойчивости этого элемента сечения. На-
пример, коэффициент условий работы элемента «стенка» будет использован
при проверке местной устойчивости стенки. Когда задается коэффициент усло-
вий работы для всего сечения, он дублируется для всех его компонентов. По-
этому после задания коэффициента условий работы для всего сечения необхо-
димо проверить правильность его задания для всех компонентов сечения. В таб-
лице исходных данных локального расчета задается только коэффициент усло-
вий работы всего сечения.
Необходимо задать коэффициент надежности по ответственности уп. Ко-
эффициент надежное™ задается единственный для всего сечения.
Расчетные длины задаются относительно местных осей Z1 и Y1. Термин
«относительно оси» означает плоскость, перпендикулярную оси. На рис. 1.1 по-
казано расположение местных осей.
Расчетные длины задаются в единицах измерения геометрии или как коэф-
фициент расчетной длины. В последнем случае для получения расчетных длин
при запуске расчета вычисляется геометрическая длина элемента (или конструк-
тивного элемента, если ведется расчет конструктивного элемента), которая ум-
ножается на соответствующий коэффициент длины.
Плоскость
относительно
оси Z
Рис. 1.1. Схематическое изображение плоскостей,
относительно которых задаются расчетные длины
Плоскость
относительно
оси Y
Дополнительные данные для элементов «ФЕРМЕННЫЙ»
Предельная гибкость. Предельная гибкость на растяжение всегда задается
численно. Предельная гибкость на сжатие может задаваться численно или как
случай табл. 19* [4], если при вычислении предельной гибкое™ используется
коэффициент а.
Предельная шбкость на растяжение по умолчанию равна 300.
При проверках несущей способности элементов из парных уголков преду-
смотрено использование дополнительного коэффициента 0,8 (указывается поль-
зователем), как для основного элемента решетки сварной фермы покрытия и
перекрытия. Он умножается на коэффициенты условий работы.
Дополнительные данные для элементов «БАЛКА»
Ребра жесткости. Необходимо указать (соответствующим флажком), нужна
ли расстановка ребер жесткости. Если указанная команда была обозначена и
при этом значение шага ребер жесткости установлено равным 0, то программой
при расчете будет выбран максимально допустимый шаг из условия обеспечения
местной устойчивости стенки без учета локальных напряжений (у 1ос = о )-
Необходимо указать, производить ли расчет в пределах упругих или с учетом
развития ограниченных пластических деформаций.
Относительный прогиб. Для расчета по второму предельному состоянию
необходимо указать предельный относительный прогиб, а точнее — значе-
ние, указанное в знаменателе. Кроме этого предусмотрена возможность за-
дания расчетной длины пролета L (Точно...), если геометрическая длина
элемента (конструктивного элемента) не соответствует действительной рас-
четной (например, если ригель задан в расчетную схему со строительным
подъемом, объединение его в один конструктивный элемент невозможно).
Дополнительно соответствующим флажком указывается параметр консоль, и
расчет прогибов будет производиться с учетом удвоенной длины L = 2L эле-
мента (конструктивного элемента).
К расчету по прогибу. Длина пролета Авто... — вычисляется по поло-
жению раскреплений. Длина пролета Точно... — длина пролета при
расчете приравнивается этому числу. Максимально допустимый про-
гиб (знаменатель) — задание допустимого прогиба балки. Консоль —
установка этого флажка приведет к тому, что при вычислении проги-
ба пролет будет удвоен.
Проверка прогиба осуществляется сопоставлением реально опреде-
ленного относительного прогиба (f/L) с максимально возможным для
данного конструктивного элемента прогибом.
Проверка выполняется только для балок на основании состава загру-
жений во всех сочетаниях. Учитываются коэффициенты надежности
по нагрузке (заданные при формировании РСУ в среде ПК ЛИРА) и ко-
эффициенты сочетания.
Прогибы находятся для каждого сечения на основании распределения
двух изгибающих моментов и поперечных сил по длине элемента. Со-
ответственно, увеличение количества расчетных сечений способст-
вует более точному определению прогибов (особенно, если воздейст-
вуют сосредоточенные силовые факторы).
В режиме локального расчета элемента имеется возможность расче-
та прогибов по огибающим эпюрам изгибающего момента (в не-
который запас). Это может потребоваться, когда редактируются
расчетные сочетания усилий (или нагрузок) и теряется связь с ре-
зультатами расчета на ПК ЛИРА основной схемы или же РСУ заданы
вручную.
Предусмотрена возможность определять не чистые перемещения
(относительно локальных осей Y и Z в недеформированной схеме), а
прогиб относительно двух выбранных условно неподвижных точек
(точек раскрепления).
На рис. 1.2 показан механизм определения прогибов в конструктивном
элементе с наложенными раскреплениями на элементы (пример см. в
главах 2, 3).
Если раскрепления не наложены, то прогиб принимается равным пол-
ному расстоянию до оси X.
КБ 12
КБ 12
КБ 12
КБ 12
Рис. 1.2. Схематическое изображение механизма определения прогибов
Данные для расчета на общую устойчивость. Расчетная длина за-
дается или в единицах измерения геометрии, или в виде коэффициента к гео-
метрической длине элемента, на который для получения г во время расчета
умножается геометрическая длина балки (или конструктивного элемента, если
ведется расчет конструктивного элемента). При выполнении п. 5.16*(а) [4] (рас-
чет устойчивости балок не требуется производить) —, = о. Пункт 5.16*(б) про-
веряется программой автоматически (см. табл. 1.4).
Дополнительные данные для элементов «КОЛОННА»
Предельная гибкость. Предельная гибкость на растяжение всегда равна
300. Предельная гибкость на сжатие задается соответствующей строкой из табл.
19* [4].
Расчетная длина для вычисления фь (<р4). Задание необходимо для провер-
ки устойчивости внецентренно-сжатых стержней из плоскости действия момента:
N/(a?yA) < Ryyc (П. 5.30 [4]), где с при больших эксцентриситетах зависит от(<рА). В
общем случае расчетная длина Lef для вычисления (ф4) может быть не равна
расчетной длине Lyi или Ln, применяемой для вычисления ср,,. Поэтому задание
необходимо особо. В расчете стержней замкнутого сечения или при малых
эксцентриситетах в расчете стержней открытого сечения величина не участ-
вует.
Расчетные длины ветвей. Задаются для расчета в плоскости, перпенди-
кулярной плоскости соединительной решетки. Расчетные длины ветвей необхо-
димы для проверок гибкости и устойчивости ветвей сквозных сечений двухветве-
вой колонны с разными сечениями ветвей. Для трех- и четырехветвевой колонны
они не задаются.
Соединительная решетка. После выбора типа соединительной решетки
необходимо указать и ее профиль (профили).
Шаг решетки, Если шаг решетки задан равным 0, принимается, что наклон
ее к осям ветвей равен 60 градусам.
Дополнительные данные для канатов
На основе соответствующих норм будет предоставлен выбор формы ввода
исходных данных, которые соответствуют формулам [8] или формуле, указанной
в [5].
Расчетное сопротивление Ran- Используется в формулах [8]. Коэффици-
ент агрегатной прочности. Для канатов одинарной свивки и закрытых несущих.
1.5.	Конструктивные и унифицированные элементы
Конструктивный элемент — это совокупность нескольких конечных эле-
ментов, которые при конструировании будут рассматриваться как единое целое.
Если конструктивный элемент состоит из элементов вида БАЛКА, то на схеме он
будет обозначаться КБ. Если конструктивный элемент состоит из элементов ви-
да КОЛОННА, то на схеме он будет обозначен КК. Если конструктивный элемент
состоит из элементов вида ФЕРМЕННЫЙ, то на схеме он будет обозначен КФ.
Если конструктивный элемент состоит из элементов вида КАНАТ, то на схеме он
будет обозначен К.
В конструктивный элемент могут входить элементы с одинаковым сечением.
Между элементами, входящими в конструктивный элемент, не должно быть раз-
рывов, они должны иметь общие узлы и лежать на одной прямой. Конструктив-
ные элементы не могут входить в другие конструктивные элементы и унифици-
рованные группы конечных элементов.
Для расчета выбираются все РСУ, которые возникли во всех сечениях эле-
ментов, принадлежащих конструктивному элементу.
Унификация элементов (унификация конечных элементов) применяется,
когда необходимо подобрать одинаковое поперечное сечение нескольких эле-
ментов. Тогда для расчета выбираются наиболее опасные сочетания (РСУ), ко-
торые возникли во всех сечениях элементов унифицированной группы.
Применяются следующие типы унификации:
•	все сечения унифицируются между собой;
•	элементы унифицируются между собой по соответствующим сечениям;
•	элементы унифицируются между собой с учетом симметрии.
Для унификации по 2-му и 3-му типу необходимо, чтобы количество расчет-
ных сечений в унифицируемых элементах было одинаковое.
Выбор приведенных типов унификации, используемых в ПК ЛИРА, на прак-
тике имеет важность, как правило, для железобетонных сечений, поскольку
зачастую применяется неравномерное по всей длине элемента армирование.
Металлоконструкции в большинстве своем (исключая некоторые виды кон-
струкций типа рам с переменным сечением) выполняются постоянного сече-
ния. Поэтому выбор типа унификации для МК в большинстве случаев безраз-
личен.
Подбор сечений унифицированной группы производится на РСУ унифициро-
ванной группы. Проверка сечений унифицированной группы производится на
РСУ, возникающие в данном элементе, а не на РСУ унифицированной группы.
Внимание! Унификация элементов и конструктивных элементов использует-
ся только при расчете по расчетным сочетаниям усилий (РСУ). При подборе се-
чений элементов по усилиям от загружений или от расчетных сочетаний нагрузок
(РСН) унификация игнорируется. В этом случае для подбора используются дей-
ствительные значения расчетных усилий, возникающих в данном элементе, а не
всех элементов унифицированной группы.
Если элементы вида БАЛКА объединены в группу унификации, то на схеме
они будут обозначены УБ, а далее номер группы унификации. Для КОЛОНН —
УК, а далее номер группы унификации. Для ФЕРМЕННЫХ — УФ, а далее номер
группы унификации.
Унификация конструктивных элементов применяется, когда необходимо
подобрать одинаковое поперечное сечение элементов. При этом выбираются
наиболее опасные РСУ (по тому или иному критерию) из всех элементов унифи-
цированной группы.
При унификации конструктивных элементов необходимо, чтобы количество
элементов, входящих в унифицированные конструктивные элементы, было оди-
наковым. Сечения элементов также должны быть одинаковыми. Количество рас-
четных сечений по длине конечного элемента должно быть одинаковым.
Для расчета выбираются все РСУ, которые возникли во всех сечениях эле-
ментов, принадлежащих конструктивному элементу.
1.6. Проверки несущей способности элементов
Для всех рассчитанных (подобранных или проверенных) сечений элементов
выводятся результаты проверок по прочности и устойчивости (по первому пре-
дельному состоянию), гибкости и прогибу (по второму предельному состоянию) и
по местной устойчивости. Результаты выводятся в виде процентов использова-
ния сечения в сравнении с предельной несущей способностью (или предельным
значением соответствующего критерия, например с предельной гибкостью) по
той или иной проверке.
Для расчета следует задать коэффициенты условий работы ус в соответст-
вии с табл. 6* [4], коэффициент надежности по назначению уп> а также все необ-
ходимые дополнительные характеристики.
Ниже приведены таблицы со ссылками на пункты [4], используемые в конст-
руирующей системе ЛИР-СТК.
Таблица 1.3
Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы (ФЕРМЕННЫЙ)
№	Тип проверки	Источник или пункт СНиП	Формула проверки, примечания
1	Прочность	5.1	
2	Устойчивость	5.3	N т. 	< R •¥ <М 'Гс
3	Гибкость	6.15	Х<[Х] Предельная гибкость [X] задается пользователем в соответствии с табл. 19*.
4	Местная устойчивость		См. местную устойчивость полок и стенок для сжатых элементов в табл. 1.5 (для элементов, подверженных действию осевой силы с изгибом)
Изгибаемые элементы (БАЛКА)
Таблица 1.4
№	Тип проверки	Источник или пункт СНиП	Формула проверки, примечания
1	Прочность по нормальным напряжениям	5.12 5.17 5.18	м „ • л/, , м	. w	У± x<Ryrc’ rrmin	1х	ly м	• мх м с.И' ~Rylc CW	' с W  ~Ry,c Сквозные составные сечения рассчитываются без учета развития пластических деформаций (с - 1,0). Прокатные и сварные составные сечения могут рассчитываться с учетом пластических деформаций (с > 1.0)
2	Прочность по касательным напряжениям	5.12	0'5 7-^ Для упругих балок - к = 1,0, для балок в пластиче- ской работе - к - 0,9, для колонн - к = 0,5
3	Прочность по приведенным напряжениям	5.14	
			Vg2+3t2 <1,15йуус- Местное напряжение не учитывается (= 0)
4	Общая устойчивость	5.15 5.16	М Я>Л с
5	Устойчивость пояса	7.24	Увеличение предельного значения	за счет недонапряжения не учитывается
6	Устойчивость стенки балки		Местная и подвижная нагрузка не учитывается, предполагается отсутствие продольных ребер жесткости
6.1	Устойчивость стенки, не укрепленной ребрами	7.3 7.10	Xw<3,2- Подвижная нагрузка не учитывается
6.2	Устойчивость стенки, укреп- ленной только поперечными ребрами при учете пласти- ческой работы балки	7.2 7.5 Пособие по проектиро- ванию стальных конструкций п. 21.23	Местная и подвижная нагрузка не учитывается, увеличение предельного значения [7е/Д| за счет недонапряжения не учитывается
№	Тип проверки	Источник или пункт СНиП	Формула проверки, примечания
63	Устойчивость стенки, укреп- ленной только поперечными ребрами при упругой работе балки	7,4 7.6 7,9 7.10	V(°/a«-)2+(VT£r)2 Местная и подвижная нагрузка не учитывается, увеличение предельного значения ft ] за счет недонапряжения не учитывается. В проверке ис- пользуется расчетная длина £ для расчета об- щей устойчивости балки. Задание i	при- водит к тому, что значение ₽ в формуле (77) п. 7.4* принимается равным 0,8 (₽ = 0,8), при £ < о.1ж ₽ принимается равным бесконечности (р = «). Для коробчатых сечений касательное напряжение вычисляется без учета влияния перерезывающей силы в другой плоскости
7	Прогиб (2-е предель- ное состояние)	Дополнение к СНиП 2.01,07-85 [7]	Интегрированием эпюры моментов от норматив- ных нагрузок для данного элемента или конструк- тивного элемента (интегрированием огибающей эпюры РСУ в локальном режиме)
Таблица 1.5
Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом (КОЛОННА)
№	Тип проверки	Источник или пункт СНиП	Формула проверки, примечания
1	Прочность	5.1 5.25 5.28	{ N Y , Мх , Му	.
			' W xcxRyyc ' WyCyRyyc “y,c N Mx M — ±—— v + —< 7? V ' A 1XV~ Iy N M	Я„-ус А SIP уй
2	Устойчивость колонны в плоскости действия мо- мента	53 5.6 5.27* 532 7.20*	y7c <PXA~ y7c Формула проверки выбирается в зависимо- сти от относительного эксцентриситета
№	Тип проверки	Источник или пункт СНиП	Формула проверки, примечания
3	Устойчивость колонны из плоскости действия мо- мента	5.3, 5.6, 5.26, 5.27*, 5.30, 5.31, 5.32, 7.20*	Уменьшение расчетного момента М в зависимости от условий опирания со- гласно п. 5.31 не учитывается
4	Устойчивость колонны, подверженной изгибу в двух плоскостях	5.34 5.35	~<ЛуУс-
5	Г ибкость колонны	6.15*	Л<[Л]
6	Гибкость отдельных вет- вей на участке между узлами соединительной решетки по сравнению с гибкостью колонны	5.6	^40 — для колонн с планками; ^колонны <80 ДЛЯ рвШвТ- чатых колонн
7	Устойчивость пояса изги- баемых элементов	7.22 7.24	Требования п. 5.25
8	Местная устойчивость свеса полки	7.22, 7.23*, 7.26*, 7.27*	М' k/Al. Увеличение предельного значения L J J за счет недонапряжения учиты- вается
9	Стенки центрально- и внецентренно-сжатых элементов	7.14*, 7.16*, 7.17*, 7.18*, 7.20*, 7.21*	— ^ef	' При необходимости расставляются по- перечные ребра жесткости (указывается пользователем). Если стенка работает в закритической стадии, процент исполь- зования по устойчивости всегда равен 100%. Для коробчатых сечений каса- тельное напряжение вычисляется без учета влияния перерезывающей силы в другой плоскости
Таблица 1.6
Канат
№	Тип проверки	Источник или пункт СНиП	Формула проверки, примеча- ния
1	Прочность	Пособие по проектирова- нию стальных конструкций п.3.14	N< ГсГк /Г УиУтУп ? но не более
2	Прочность	СНиП 2.05.03-84 п. 4.33	— <ЯЛт-т\ А R» = 0.63 • /L где	™ для канатов и пуч- ков, параллельно уложенных высоко- прочных проволок или Ур
1.7. Описание алгоритмов расчета элементов
Проверочный расчет
Каждое сечение элемента при расчете проверяется по формулам [4], приве-
денным в табл, 1.3 — 1.6. При этом используются следующие предпосылки и
допущения:
•	крутящий момент при расчете не учитывается. Составные элементы уголков,
швеллеров, соединенных через прокладки, рассчитываются как сплошно-
стенчатые согласно п. 5.7;
•	расчет соединительных элементов (планок, решеток) сжатых составных
стержней выполняется в соответствии с п.5.8*, 5.9, 5.10;
•	в алгоритмах предусмотрено требование п. 2.14 [9]. Согласно этому пункту
при расчете с учетом сейсмического воздействия вводится дополнительный
коэффициент ткр. Если усилие в данном сечении элемента
идентифицировано как сейсмическое (при составлении табл. РСУ или РСН),
то этот коэффициент вводится автоматически. Коэффициент ткр можно
задать в диалоге «Учет сейсмических воздействий».
Проверка несущей способности ферменных элементов
При проверке несущей способности выполняются следующие расчетные
процедуры:
•	Выполняется расчет на прочность в пределах упругих деформаций согласно
п. 5.1.
•	Алгоритм расчета на устойчивость составлен в соответствии с указаниями п.
5.3 для стержней с гибкостью, находящейся в пределах 10 Л £ 220. Коэффи-
циент продольного изгиба ф определяется аналитически по формулам, ука-
занным в п. 5.3.
•	Гибкость определяется относительно местных осей элемента и сравнивается
со значением предельной гибкости, введенным пользователем или опреде-
ленным согласно табл. 19* для элементов типа 1(a), 2(a), 2(6) в
дополнительных характеристиках.
•	Расчет местной устойчивости стенки производится в соответствии с п.,7.14*,
7.18*, 7.20*. Если фактическое значение гибкости превышает значение, опре-
деляемое по п. 7.14*, то процент использования стенки по устойчивости все-
гда равен 100% и производится пересчет общей устойчивости стержня с ис-
пользованием значения площади Ared вместо А.
•	Для составных стержней кроме расчета стержня на общую устойчивость про-
веряется устойчивость отдельных ветвей на участках между узлами согласно
п. 5.6. Также проверяется гибкость ветви между узлами, гибкость отдельных
ветвей на участке между планками, ограничения на которые приводятся в
этом же пункте.
Проверка несущей способности изгибаемых элементов
В зависимости от работы балки рассчитываются в пределах упругих и пла-
стических деформаций. В общем случае проверке подлежит прочность сечения
балки по нормальным, касательным и приведенным напряжениям. Расчет балки
на прочность при пластических деформациях реализован на основе п. 5.18, в
пределах упругих деформаций — на основе п. 5.12, приведенные напряжения —
в соответствии с п. 5.14*. При этом используются следующие предпосылки;
•	Проверка балки на общую устойчивость выполняется на основе п.о.5.15,
5.16*, 5.19*, 5.20 в зависимости от заданной пользователем расчетной длины
балки.
Внимание! Раскрепления стержней, используемые только при расчете прогиба
балок, никак не связаны с раскреплениями сжатого пояса балки и расчетной
длиной балки при расчете на общую устойчивость.
•	Проверка общей устойчивости балки при наличии момента в двух плоскостях
производится по критерию максимального краевого сжимающего напряжения
в сечении с учетом Фь (<рЛ) для одного из моментов.
Поскольку в [4] отсутствуют указания по проверке общей устойчивости балок,
отличных от двутавровых, тавровых или швеллерных, то проверка других се-
чений не выполняется.
Устойчивость стенки, не подкрепленной ребрами жесткости, проверяется со-
гласно п. 7.10. При расчете местной устойчивости стенки не учитывается
местная и подвижная нагрузки и предполагается отсутствие продольных
ребер жесткости. Проверка местной устойчивости стенок балок, укрепленных
поперечными ребрами жесткости, при работе стали в пределах пластических
деформаций реализована на основе п.7.2, 7.5, а также п.21, 23 [5]. Проверка
местной устойчивости стенки балок, укрепленных ребрами жесткости, при ра-
боте стали в пределах упругих деформаций реализована на основе п.7.6, 7.9,
7.10.
При проверке местной устойчивости стенки балок, предполагается, что коэф-
фициент р = « в формуле (77) п.7.4*, если расчетная длина балки больше й»
< 0,1м и 0,8, если расчетная длина более 0,1м (р = 0,8).
При проверке местной устойчивости стенки коробчатого сечения касательное
напряжение вычисляется без учета влияния перерезывающей силы в другой
плоскости.
В процессе подбора, если стенка не удовлетворяет условию местной устой-
чивости, происходит ее утолщение, поэтому рекомендуется задавать реаль-
ный шаг поперечных ребер жесткости, иначе ребра жесткости будут расстав-
лены с максимально допустимым согласно п. 7.10 расстоянием. Имеется воз-
можность отказаться от установки поперечных ребер, погасив при задании
дополнительных характеристик флажок «ставить ребра жесткости».
Проверка местной устойчивости полки выполняется в соответствии с п. 7.24.
Проверка прогиба осуществляется сравнением относительного прогиба,
полученного из расчета по ПК ЛИРА, с задаваемым предельным
относительным прогибом. Относительный прогиб вычисляется между точками
раскрепления стержня, которые задаются пользователем. Точка
раскрепления представляет собой точку, прогиб которой условно считается
равным нулю. Если раскрепление балки не задано, то в качестве прогиба
берется ее полное перемещение относительно местной оси. В каждом
расчетном сечении стержня или конструктивного элемента прогиб
определяется по каждому загружению. Величина его определяется путем ин-
тегрирования эпюры моментов стержня или конструктивного элемента с уче-
том краевых условий, заданных при назначении раскреплений стержней,
иными словами - точек нулевого прогиба. При нахождении прогиба
используются нормативные усилия, найденные путем деления расчетного
усилия на коэффициент надежности по нагрузке. Далее на основе информа-
ции о составе РСУ соответствующие прогибы суммируются с учетом коэффи-
циентов сочетаний, заданных при формировании РСУ. Из полученного ряда
прогибов выбирается максимальный, который и сопоставляется с заданным
предельным прогибом.
Проверка несущей способности колонн
Проверка сечения элементов, подверженных действию осевой силы с изги-
бом, по прочности производится на основе п.5.1, 5.25, 5.28.
Проверка колонн на общую устойчивость в плоскости и из плоскости действия
моментов выполняется в соответствии с п.5.3, 5.26, 5.27*, 5.30, 5.31, 5.32,
7.20*, причем уменьшение момента в зависимости от условий опирания со-
гласно п. 5.31 не учитывается. Проверка устойчивости колонны, подвержен-
ной изгибу в двух плоскостях, реализована на основе п.5.34, 5.35.
Если шаг решетки в сквозной колонне не задан, принимается шаг, соответст-
вующий углу наклона 60° к оси колонны.
При расчете сквозных колонн типа «Раздвинутые двутавры» и «Раздвинутые
швеллеры», если стенка ветви теряет местную устойчивость, Ared для
проверки устойчивости ветви и колонны берется так, будто обе ветви
потеряли местную устойчивость. Если стенка ветви сквозного сечения теряет
местную устойчивость в любом РСУ, то для проверки устойчивости колонны
во всех РСУ берется площадь Ared=min — минимальная редуцированная
площадь.
Проверка устойчивости трубы производится в зависимости от гибкости трубы.
Если условная гибкость трубы меньше 0,65, расчет на устойчивость ведется
по разделу 8 [4] — расчет листовых конструкций.
При вычислении расчетных длин соединительной решетки сквозных колонн
расчетная длина берется равной расстоянию между центрами узлов решетки.
Расстояние между соединительными планками всегда задается в свету. При
проверке планки по приведенным напряжениям (формула 33 [4]) считается,
что в работу включено все сечение профиля (например, швеллера).
При вычислении расчетных длин соединительной решетки сквозных колонн
расчетная длина берется равной расстоянию между центрами узлов решетки,
за исключением четырехветвевого уголкового сечения.
Для четырехветвевого уголкового сечения при вычислении расчетных длин
используется табл. 13* со следующими оговорками. Радиус инерции i всегда
берется минимальный (в т.ч. для поясов). Коэффициент pd принимается со-
гласно табл. 15*. как для случая прикрепления раскоса к поясам сварными
швами или болтами, числом не менее двух (первая строка таблицы). При вы-
числении расчетных длин распорок распорки принимаются из равнополочных
уголков. Если соединительная решетка колонны выполнена не из одиночных
уголков, то для вычисления расчетных длин применяется табл. 11.
Гибкость колонны проверяется в соответствии с п. 6.15*, а гибкость ветвей в
сквозных сечениях на участке между узлами соединительной решетки — на
основе п. 5.6.
Устойчивость стенок колонн проверяется в соответствии с п.7.14*, 7.16*, 7.17*,
7.18*, 7.20*, 7.21*. Если условная гибкость стенки сплошных колонн превыша-
ет 2,3, расставляются ребра жесткости с шагом 3het (п. 7.21).
•	При расчете устойчивости стенок сечений учитывается п. 7.20*, допускающий
частичную потерю устойчивости с последующим пересчетом проверок общей
устойчивости стержней. Если гибкость стенки превышает допустимое значе-
ние, определяемое в соответствии с п. 7.14*, процент устойчивости стенки
принимается 100%.
•	Если стенка работает в закритической стадии, процент использования по ус-
тойчивости стенки всегда равен 100%, а проверки устойчивости стержня ко-
лонны пересчитываются для редуцированной площади сечения.
•	Местная устойчивость свеса полки проверяется в соответствии с п.7.22*,
7.23*, 7.26*, 7.27*.
•	Согласно п. 5.27 для сплошностенчатых стержней при относительном эксцен-
триситете mef > 20 и для сквозных стержней при т > 20 расчет выполня-
ется, как для изгибаемых стержней.
Проверка несущей способности канатов
Канаты проверяются на прочность на основе п. 4.33[8] и на основе п. 3.14[5].
Подбор сечений прокатных элементов происходит простым перебором от
первого сечения в сортаменте по порядку, указанному на вкладке «Ограничения
подбора». Будет подобрано первое, удовлетворившее всем проверкам, сечение.
По умолчанию профили отсортированы в порядке возрастания площадей сече-
ний. Таким образом, по умолчанию подбирается сечение с наименьшей площа-
дью. Изменить порядок сортировки профилей в сортаменте можно при помощи
программы ЛИР-РС (редактируемый сортамент).
Подбор составных сечений происходит при помощи перебора всех возмож-
ных профилей. Например, сечение «Составной двутавр» подбирается так: фик-
сируется стенка и происходит подбор пояса; затем фиксируется следующая
стенка и вновь подбирается пояс и так далее. В результате образуется множест-
во решений, при котором удовлетворяются все проверки несущей способности,
из которого необходимо выбрать оптимальное. Оптимальное решение — это
либо сечение минимальной площади, либо (если сортамент и стенки, и полки
отсортирован по стоимости) сечение минимальной стоимости. Поскольку сорта-
менты в своем исходном состоянии отсортированы по площади, по умолчанию
будет подобрано сечение минимальной площади.
При расчете сквозных колонн типа «Раздвинутые двутавры» и «Раздвинутые
швеллеры» подбор является оптимальным только для ветви. Если какие-либо
проверки, касающиеся стержня колонны в целом, не выполняются, то происхо-
дит увеличение сечения ветви. К таким проверкам относятся: 1) проверки устой-
чивости стержня колонны; 2) проверки гибкости стержня колонны; 3) требования
превышения гибкости колонны над гибкостью ветви на участке между узлами.
’1.8. Сквозной расчет элементов
Сквозной расчет предназначен для быстрого подбора или проверки попереч-
ных сечений элементов всей конструкции или ее произвольного фрагмента.
Этот расчет позволяет получить:
•	таблицы результатов для произвольного фрагмента схемы. Результаты
создаются в текстовом, HTML, Excel и RPT форматах. Для создания файла
результатов используйте команду «Стандартные таблицы»;
•	наглядное представление о работе сечений расчетной схемы. Цвет
элементов расчетной схемы отображает использование несущей способно-
сти сечений по проверкам, позволяя визуально определить перегруженные
или недогруженные элементы. Эту операцию удобно применять для быстро-
го поиска опасных сечений. Для вывода цветового представления служит
команда «Цветовое представление» меню «Результаты».
1.9. Локальный расчет элементов
Этот режим работы позволяет рассчитать отдельное стальное сечение по
задаваемым расчетным сочетаниям усилий. Режим применяется для выполне-
ния простых инженерных задач, касающихся непосредственно подбора или про-
верки сечений как по результатам работы ПК ЛИРА, так и без таковых.
В Пакете прикладных программ «Стальные конструкции» на основе
локального режима расчета элементов ЛИР-СТК разработана про-
грамма «Расчет сечений металлических элементов», поэтому все вы-
кладки, касающиеся локального режима, приведенные выше и ниже в
этом разделе, касаются и этой программы. Аналогичным образом об-
стоит дело и с программой «Параметрические узлы стальных конст-
рукций», входящей в состав ППП «Стальные конструкции».
Локальный или автономный расчет позволяет получить весьма подробную
информацию об элементе. В окне локального расчета могут отображаться оги-
бающие эпюры усилий, таблица с исходными данными для расчета элемента и
таблица, содержащая подробные результаты расчета элемента и его поперечно-
го сечения.
1.10. Представление результатов расчета элементов
Для всех рассчитанных сечений выводятся результаты проверок по прочно-
сти и устойчивости (по первому предельному состоянию), по гибкости и прогибу
(по второму предельному состоянию). Результаты выводятся в виде процентов
использования сечения в сравнении с предельной несущей способностью по той
или иной проверке. Результат выглядит следующим образом:
„	максимальное значение параметра
Процент использования по проверке /^ -----------------х 100%.
предельное значение параметра
При формировании результатов использовано также понятие процента ис-
пользования по группам проверок: по 1-му предельному состоянию (1ПС) и по
2-му предельному состоянию (2ПС).
Процент использования сечения по 1ПС — это наибольший из процентов по
проверкам прочности и общей устойчивости, вычисленный по всем РСУ.
Процент использования сечения по 2ПС — это наибольший из процентов по
проверкам предельной гибкости или прогибу, вычисленный по всем РСУ.
Процент использования сечения по местной устойчивости (МУ) — наибольший из
процентов по проверкам устойчивости стенки и полки (пояса), взятый по всем РСУ.
1ПС = max {%ис (i)} — по прочности, устойчивости;
%ис 2ПС = max {%ис (i)} — по гибкости, прогибу;
%ис МУ = max {%ис (i)} — по устойчивости стенки, полки,
где i а 1 — количество РСУ.
Достаточно часто разработчикам ПК ЛИРА задается вопрос о необ-
ходимости проверки местной устойчивости элементов из прокатных
профилей. Основных два ответа:
1. Поскольку сортаменты металлопроката редактируемые, проверка
местной устойчивости элементов прокатных профилей позволит из-
бежать возможных ошибок при задании профилей.
2. Ответ опять же связан с возможностью редактирования сорта-
мента. Профили, изготовляемые на зарубежных заводах в соответ-
ствии с другими нормативными документами или техническими усло-
виями, могут «не проходить» по требованиям отечественных норма-
тивных документов.
Результаты расчета представляются в табличной форме. Таблицы результа-
тов формируются для выделенных на схеме элементов или же, если ничего не
выделено, для всех элементов схемы (имеются в виду стержневые элементы,
сечения которых указаны в табл. 1.2 и которым заданы дополнительные харак-
теристики в ЛИР-СТК).
Форма таблицы зависит от вида элемента. Существуют таблицы для БАЛОК,
СПЛОШНЫХ КОЛОНН, СКВОЗНЫХ КОЛОНН, ФЕРМ и КАНАТОВ. Таблицы ре-
зультатов имеют нижеследующий вид.
Таблица 1.7
Балки
Элемент	НС	Группа	Шаг решетки	ФЬ min	Проценты исчерпания несущей способности балки по сечениям, %										Длина элемента
					нор	тау	d	УБ	Прг	УС	УП	1ПС	2ПС	М.У	
Колонны															
Элемент	НС	Группа	Шаг решетки (ребер)	Проценты исчерпания несущей способности колонны по сечениям, %											Длина элемента
					УУ1	YZ1	YYZ	ГУ1	га	УС	УП	1ПС	2ПС	М.У	
34
Окончание табл. 1.7.
Сквозные колонны
Элемент	НС	Группа	Шаг решетки (ребер)	Проценты исчерпания несущей способности колонны по сечениям, %											Длина элемента
				нор	УУ1	YZ1	Г>Г	ГУ1	rzi	УС	УП	1ПС	2ПС	М.У	
Фермы
Элемент	НС	Группа	Шаг планок	Приме- чание	Проценты исчерпания несущей способности фермы по сечениям, %										Длина элемента
					нор	УУ1	YZ1	ГУ1	TZ1	УС	УП	1ПС	2ПС	М.У	
Канаты
Элемент	НС	Группа	Проценты исчерпания несущей способности каната по сечениям, %	Длина элемента
В табл. 1.7 приведены пояснения к шапкам таблиц результатов.
ЭЛЕМЕНТ		номер конечного элемента
НС		номер сечения по длине конечного элемента
ГРУППА		группа унификации элемента, конструктивный элемент
ШАГ РЕБЕР (РЕШЕТКИ)		шаг поперечных ребер жесткости или соединительной ре- шетки (планок — в свету)
ШАГ ПЛАНОК		шаг поперечных соединительных планок в свету
фь min		минимальный коэффициент поперечного изгиба
Прг		относительный прогиб балки
Далее следуют проценты исчерпания несущей способности по проверкам СНиП:		
нор		нормальные напряжения
тау		касательные напряжения
с1		приведенные напряжения
УБ		общая устойчивость балки
VY1		устойчивость относительно оси У1
yzi		устойчивость относительно оси Z1
yYZ		устойчивость колонны, сжатой в двух плоскостях
ГУ1		предельная гибкость относительно оси Y1
ГЕ1		предельной гибкости относительно оси Z1
Г>Г*		отношение гибкости сквозной колонны к гибкости ветви 100%
УС		местная устойчивость стенки
УП		местная устойчивость сжатого пояса
1ПС		сводный процент использования сечения по 1-му предель- ному состоянию
2ПС		сводный процент использования сечения по 2-му предель- ному состоянию
М.У		сводный процент использования сечения по местной устой- чивости
ДЛИНА ЭЛЕ- МЕНТ		геометрическая длина конструктивного элемента
Для ферменных элементов печатается допустимый шаг соединительных
планок. Шаг ребер жесткости для ферменных элементов не выводится. Если в
ферменных элементах требуется постановка поперечных ребер жесткости, то в
графе «Примечание» печатается слово «Ребр». В таком случае для данного
элемента необходимы ребра жесткости с шагом не более 3*her.
Если в ферменных элементах для расчета был использован минимальный
радиус инерции, тот в графе «Примечание» записывается слово «мин1».
1.11. Расчет узлов
Исходными данными для расчета узла являются поперечные сечения соеди-
няемых в узле элементов, применяемые сварочные материалы и болты, фасон-
ки и другие дополнительные элементы, выполняемые, как правило, из листового
проката, а также усилия в соединяемых элементах.
Возможны два варианта расчета узла. Первым вариантом является расчет
«с нуля», т. е. все исходные данные от начала до конца вводятся вручную. Вто-
рым вариантом является расчет, при котором поперечные сечения и усилия со-
единяемых элементов извлекаются из задачи ЛИР-СТК. Могут быть извлечены
как подобранные, так и назначенные сечения.
Во избежание путаницы необходимо четко различать понятия характери-
стики и параметры элементов узла. Характеристики элементов узла остаются
неизменными при подборе. Параметры элементов узла выбираются при подбо-
ре. Параметры каадого типа узла приведены в диалоге Свойства узла — табли-
ца Параметры. Можно назначить и характеристики, и параметры узла. Однако
следует помнить, что подбор всегда заменяет параметры узла, заданные поль-
зователем. Изменение характеристик и параметров узла производится из диало-
гов Общее, Свойства узла. Усилия, на которые рассчитываются элементы узла,
можно редактировать в диалоге Расчетные усилия.
г					[1		
				Г					at	
й					I mi		
				н			
J тс л: Исходные днняыс							
Элемент утла	Свскйгтм		Значение				Единицы тнерекш
Килпниа	Г” Пррфшв		ГЙБЦГОСТ 26020 - 83				
	Сталь		0ЭГ2 гр.ЦТУ 14-1-3023-80				--
— Ш<яШ1	Меггерам.		Марка щифалоюс Cs -08				
Шоп Ш2	Матер .		Марка ^сыжга:				*-
Плита	Стань		ВСтЗкп2				
	ПЬцЛЛЗ		400.00				км
	Длина		4 ОС ОС				шг
	Толщина		40 00				нм
днкервьА ЬСУ|Т	МарХЭ стали		ВСтЗкпЗ				”
	Диаметр		20 00				мм
	Бетон	Клам бетона		В20				--
HAiH	Му,«Л>	Qt-rii ’	Mz. кНа	Qy,*ii
-IDO	o’ ’	0	0	0
КЬ - анммт »И«1ГП
Посижвжу узнав	* P's М 	. Ж
Klw« (Ж IfPfJSfiftkf TH- +	+Ъ1. in-- 1ВД Rwfywf%Jy>).ltB
та KD>JK*MW fOTJ < JJJ -)&*ИЛЯЛфЛСЯЬ1, ИЮ
KJw-(WiOta 75 (17И6 + 3-г 0J * 15-Lt-2 Ъ) Ж> И» Л>0- ! «?•/.
У ten: Результаты проверки
Параметр	С»вй<п»	Значение	Процент	Внутренние утнли				
				М.кН	Му, кНм	QikK	MlkHm	Qy-tM
Плита	Тсяцжа1р1	40. Они	73.Е	100.000"	аооо*	QlOOO	0 000"	0.000
	Длина Н	400 .0 мм						
	Ширина В	400 0 км						
Адвряый болт	Кмлество	2	0.0	-100-ОЙ*	и. ооо	0.000	0.03Q	0006
Шс*Ш1	Катет	5.0 мм	8.8	-100-000*	и. ом	0.000	01 ПОД	0.000
Шоа Ш2	Катет	5.0 мм	1.8	• ICO.OOO*	C.D0C	0.000	0000	0.000
Lv		0 0 км		""	—	--		
Нж- 70 Ш- прзяиыи угитл
Pf- ОУТеблпа ЗА* - zmfrfrtiiun i. ycewtuw. тяжллж' свуда
5жя- tr»ttMp№n>3»
kf- J is - imrtHfw 1У ma
H»» SS6mi-жомспшс
bf-*5J m- itapmaum
М-» TV — - "Tgi-w-iv-*
Iw- t.i aa  nusmacWA*
R-In- раццс JUfTOW
1Ш* i№ MTU ргч-в< яифспивпЫгупхшФ аяо» сулу (усжвпау) южтшпу “•
y„f- J- ивффииекг yen* к* раЛотч им
уе - ! - ияффммшузпм* работы
}'„• J - ипффмонит истаях-гжи; ЯсмчаКХЛ
Pf - й 7 Товяида К* - алффюдеи. уигамлчой анмшсшо смрп
р, - IТЛиш* 34* - моффюиж, уиамияиж «ггаттгид сгярха
ГЬетмаы 41м ГП-
уоиЕЯ, участвующие а подборе идя йроверте сшзпетствуинцего параметра.
Рис.1.3. Расчетные усилия
Характеристики и параметры узла выводятся в таблице исходных данных,
результаты подбора или проверки узла выводятся в таблице результатов (рис.
1.3, слева). ЛИР-СТК позволяет получить подробную трассировку проверок, про-
изведенных при расчете узла. Фрагмент такой трассировки приведен на рис. 1.3,
справа. Пример расчета узлов см. в главе 3.
Внимание! Для расчета узла ЛИР-СТК учитывает только те усилия, которые
в таблице результатов отмечены звездочкой — ". Следует обратить особое вни-
мание на узел, если в его таблице результатов имеются ненулевые усилия, не
отмеченные звездочкой.
1.12. Создание чертежей в программе ЛИРА-КМ
Система ЛИРА-КМ — интегрированная в среду AutoCAD система, позво-
ляющая на основе результатов расчета ЛИР-СТК произвести выполнение рабо-
чих чертежей.
Конечным продуктом работы подсистемы ЛИРА-КМ для AutoCAD являются
рабочие чертежи зданий и сооружений марки КМ. Табл. 1.8 иллюстрирует, какие
разделы этой стадии автоматизирует ЛИРА-КМ.
Таблица 1.8
Состав основного комплекта чертежей стадии КМ	Поддержка в ЛИРА-КМ
Чертежи общих видов конструкции здания и сооружения	у!
Схемы расположения элементов с маркировкой элементов и узлов	
Ведомость элементов	
Чертежи элементов конструкций (например, ферм) с проставленны- ми сечениями, усилиями, сталями и маркировкой узлов	
Чертежи узлов конструкций	
Спецификация металлопроката	
Основные возможности. Отправной точкой работы ЛИРА-КМ является
расчетная схема конструкции, импортируемая из ПК ЛИРА. Из ПК ЛИРА импор-
тируется геометрия расчетной схемы, усилия и их расчетные сочетания, а также
результаты конструирования стальных элементов и их узлов сопряжений в про-
грамме ЛИР-СТК. Полученную таким образом модель (рис. 1.4) можно корректи-
ровать, избавляясь от упрощений, принятых при прочностном расчете. В модель
можно добавлять новые элементы, которые не было необходимости включать в
расчетную схему для прочностного расчета, но которые необходимо изобразить
на чертежах и включить в ведомости элементов и спецификацию металлопрока-
та.
АЮ6 Иг Д-lfl РОДАМИ  [Рисунок!
Рис. 1.4. Трехмерная модель, создаваемая программой ЛИРА-КМ
ЛИРА-KM позволяет моделировать узлы сопряжений стержневых элементов
металлических конструкций (рис. 1.5). Узлы назначаются местам сопряжений
элементов и далее включаются в ведомости элементов и спецификацию метал-
лопроката. Кроме обработки импортированных параметрических узлов из ЛИР-
СТК в ЛИРА-KM предусмотрен инструментарий для моделирования уникальных
и нетиповых узлов, расчет которых не реализован в ЛИР-СТК.
Рис. 1.5. Модели узлов сопряжений
Модель здания или узла можно изобразить на произвольном количестве чер-
тежей: планов, разрезов и видов. Ведомость элементов автоматически форми-
руется на один или более чертежей. На чертежах, послуживших основой для ве-
домости элементов, проставляется маркировка согласно ведомости. Из чертежа
можно также получить схему элемента, например фермы, автоматически про-
ставив над стержнями наименование их профилей, сталь и усилия. Специфика-
ция металлопроката формируется автоматически с использованием данных, ука-
занных в ведомостях элементов.
Принципы работы в ЛИРА-KM. ЛИРА-KM функционирует в AutoCAD вер-
сий 2000—2008 (при выходе новых версий AutoCAD ЛИРА-KM адаптируется раз-
работчиками), что позволяет использовать все его чертежные средства. Во вре-
мя.установки ЛИРА-KM подключает к AutoCAD свой инструментарий.
Чтобы обеспечить приемлемую масштабируемость, ЛИРА-KM различает два
уровня детализации конструкции: модель здания и модель узла. Так, все болты,
соединительные пластины и сварные швы содержатся в модели узла, а узел
здания содержит только ссылку на нее. Таким образом, на одну модель здания
может приходиться по нескольку моделей узлов.
Модель здания ЛИРА-КМ содержит следующие основные объекты: стержень,
узел, строительная ось, высотная отметка. Модель узла состоит из следующих
объектов: пластина, отрезок прокатного профиля, болт, отверстия, сварной шов,
соединяемый стержень, строительная ось, высотная отметка.
Элементы моделей ЛИРА-KM можно редактировать как любые другие объек-
ты AutoCAD. Кроме обычного трехмерного представления, модель ЛИРА-KM мо-
жет быть воспроизведена на произвольном числе планов, разрезов и видов. Лю-
бое изменение модели, произведенное в трехмерном окне редактирования или
на любом из чертежей, немедленно отображается на всех остальных. Поэтому
рекомендуется строить необходимые чертежи на самых ранних этапах работы с
моделью.
После установки стержней модели здания в свое проектное положение и на-
значения узлам здания их моделей формируются ведомости и схемы КМ.
Представления модели ЛИРА-КМ. Вся информация о модели ЛИРА-КМ
содержится в трехмерной модели. Однако, как показывает практика, создание и
редактирование трехмерных моделей, особенно в AutoCAD, требует предельной
сосредоточенности и напряжения пространственного мышления. Гораздо легче
редактировать плоские планы и разрезы.
Чертежи. ЛИРА-КМ позволяет создавать произвольные планы, разрезы и
виды модели для последующего редактирования модели и окончательной дора-
ботки самих чертежей. При создании планов и разрезов требуется указать секу-
щую плоскость и границы плана или разреза. При создании видов требуется ука-
зать направление взгляда. Секущую плоскость или направление взгляда можно
указать как в окне редактирования трехмерной модели, так и на любом из черте-
жей. В последнем случае обозначение секущих плоскостей или направления
взгляда автоматически проставляется на чертеже.
Для создания схем элементов ЛИРА-КМ позволяет создавать виды выделен-
ных элементов. В отличие от планов и разрезов, где видимые на чертеже объек-
ты определяются границами чертежа, на виды выделенных элементов попадают
только объекты ЛИРА-КМ, которые были выделены на момент создания чертежа.
При создании чертежей узла можно воспользоваться инструментом Черте-
жи узла, который позволяет создать на листе сразу несколько проекций узла
(рис. 1.6).
Рис. 1.6. Создание чертежей узлов сопряжений
Графические атрибуты. Стержни на чертежах КМ показывают либо в одну
линию, либо подробно, с показом поперечного сечения. На плане балки показы-
ваются в одну линию, а колонны - в виде поперечного сечения. ЛИРА-КМ позво-
ляет включать/отключать необходимые атрибуты. Для экономии ресурсов ком-
пьютера отключенные атрибуты не просто прячутся, а удаляются из документа
AutoCAD. Это особенно полезно при работе со стержнями, так как для представ-
ления стержня «в теле» используется объект 3D Solid, а наличие большого числа
таких объектов в модели отбирает огромные ресурсы у компьютера и сильно за-
медляет работу AutoCAD.
Редактирование модели здания. Создание любых объектов ЛИРА-КМ вы-
полняется из диалога Создать. Созданные объекты, как и любые другие объек-
ты AutoCAD, можно копировать, вырезать, вставлять, перетаскивать, размножать
и т.д. с помощью обычных команд AutoCAD. ЛИРА-КМ не требует у пользователя
знания особых команд для управления своими объектами. В последнем случае у
модели ЛИРА-КМ сохраняется связь с конечно-элементной моделью ПК ЛИРА,
откуда приходят усилия для расчета узлов.Созданные объекты можно редакти-
ровать с помощью обычных команд AutoCAD. Разумеется, не все свойства объ-
ектов ЛИРА-КМ можно изменить в AutoCAD: например, нельзя назначить стерж-
ню поперечное сечение. Поэтому объекты ЛИРА-КМ позволяют изменять свои
свойства с помощью страниц свойств. Окно свойств можно вызвать для произ-
вольного числа выделенных объектов. Объекты могут быть выделены как на ок-
не трехмерного представления модели, так и на чертежах. Целостность модели
ЛИРА-КМ может быть проверена в любой момент времени с помощью инстру-
мента поиска ошибок.
Параметрические узлы. ЛИРА-КМ позволяет импортировать рассчитанные
в ЛИР-СТК параметрические узлы и выполнить их трехмерную модель.
Как уже было отмечено, ЛИРА-КМ разделяет узел и его модель. В модели здания
узлы изображаются координатными осями и стыковочным объемом. Каждый
стержень, примыкающий к узлу, находит соответствие в модели узла (рис. 1.7).
Усилия для расчета узла выбираются из всех элементов, соответствующих
стержню модели узла. Укороче-
ния и удлинения стержней моде-
ли узла соответствующим обра-
зом влияют на массу металла,
приведенную в спецификации
металлопроката.
Создание схем и таблиц
КМ. Для создания таблиц «ве-
домость элементов» и «специ-
фикация металлопроката» необ-
ходимо задать (отредактиро-
вать) исходные данные. По за-
данным данным формируется
таблица, которую либо можно
продолжить редактировать в
Microsoft Excel или встроенном
редакторе, либо сразу размес-
тить на листе (рис. 1.8).
Колонна Центр узла
Рис. 1.7. Узел в модели здания
и его модель
									
	CiWW							Мочи i м«тклЛ«	
		hni		&», тс	Иг	Qr 0*			
Si	I	—  -1 1 г	—310  1« —500 1 *		ил в	ИЛ 0		<2*5	
кг	I		С5*£1	-•и»	12.г	*35		эсо^г-t	
					0	0			
и	I			0	0	ь.и			
					4	6			
О*	_ 1Р		ITS	1L Л1	е.иг«	S.iJJ			
						0			
К* Il Ihw "yr jina рдс^ч Т» i умяццпндймЁ ад^йсгея a A
Ld_t^J»&**. wa^^totflKMe .frgCMTT* ГЖ ПУА. ,.___,_--------------------------
i
i
:	я*™	J4r^V54Ht^^4«*^e^	?
E нрчИ*^’и	j
5	•*«»* »*•	^.K*4»V’rV r «2 * $	:; -4v5f^ ^WxSofriiSS^	|
5	iar-iWjr<WI	«	fin	; |
j	T^W*»	. j
I.	J
!:	;l
I.	:^«и	ц
j’ .“/»*?*»	?1*4W«>	..	I
I  	 	.::;,..r: .	. :....../ ...... .
=	O - -.-	*>'»	- О*ЛШЛ:_ < :.::	т
Рис. 1.8. Создание ведомости и спецификации металлопроката
Задание исходных данных для таблицы «ведомость элементов» состоит в
создании разделов таблицы, марок и присвоении элементам группы конструкции.
Разделы таблицы соответствуют сметным нормам на стоимость элементов кон-
струкции и используются при генерации спецификации металлопроката. Марки
ведомости могут быть простыми, например балка, и сложными, например ферма.
Эскизы и тех, и других марок создаются автоматически. ЛИРА-КМ может автома-
тически создать марки элементов. Можно автоматически проставить марки эле-
ментов на одном или нескольких чертежах, формируя, таким образом, схемы
расположения элементов. Таблиц ведомостей элементов в модели здания мо-
жет быть несколько.
Спецификация металлопроката извлекает информацию о принадлежности
элементов разделам сметных норм из всех существующих в проекте ведомостей
элементов. Элементам, которые не попали ни в одну ведомость, следует назна-
чить раздел в исходных данных спецификации. Спецификация учитывает укоро-
чения и удлинения элементов в узлах и включает элементы узлов конструкции.
В проекте допускается только одна спецификация металлопроката.
Схема элемента создается из существующего чертежа вида. При ее созда-
нии каждый элемент на чертеже подписывается своим поперечным сечением,
материалом и усилиями, в нем возникающими.
Интеграция в AutoCAD и совместимость. ЛИРА-КМ контролирует изме-
нения только объектов своих моделей. Объекты AutoCAD, не контролируемые
ЛИРА-КМ, могут редактироваться произвольным образом. Объекты ЛИРА-КМ
можно в любой момент времени удалить из модели, одновременно преобразо-
вывая их к обычным объектам AutoCAD.
Документы AutoCAD, содержащие модели ЛИРА-КМ, свободно открываются
на компьютерах, где не установлена ЛИРА-КМ, без потерь графики.
Литература к главе 1
I.	ЛИРА 9.2. Руководство пользователя: основы. Учеб, пособие / Е.Б. Стрелец -
Стрелецкий , Ю.В. Гензерский , М.В. Лазнюк , Д.В.Марченко , В.П. Титок / Под ред.
Городецкого А.С, — К.: «Факт», 2005. —146 с.
2.	Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций, — К.: «Факт»,
2005. — 344 с.
3.	Метод конечных элементов: теория и численная реализация. Программный ком-
плекс «ЛИРА-Windows» / АС.Городецкий , И.Д. Евзеров , Стрелец-
Е.Б.Стрелецкий , В.Е. Боговис, Ю.В,Гензерский , Д.А. Городецкий — К.: «Факт»,
1997, —138 с,
4.	СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981. —96 с.
5.	Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП 11-23-81 * Стальные
конструкции) / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. —148 с.
6.	СНиП 2.01.07-85- Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981.— 36 с.
7.	СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия (Дополнения. Разд. 10. Прогибы и пере-
мещения) /Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. — 8 с.
8.	СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы / Госстрой СССР, — М.: ЦИТП Госстроя СССР,
1985. —200 с.
9.	СНиП 11-7-81*. Строительство в сейсмических районах / Госстрой СССР. — М.:
Стройиздат, 1982. — 48 с.
10.	Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1.1: General rules and rules for building.
CEN, Ref. No. ENV 1993-1-1: 1992 E.
11.	ЛИРА 9.2. Примеры расчета и проектирования: Учебн. пособие / М.С,Барабаш ,
Ю.В.Гензерский , Д.В. Марченко , В.П. Титок — К.: «Факт», 2005. — 106 с.
12.	ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию
ЛИРА 9.2 / Ю.В.Гензерский , А.Н.Куценко , Д.В. Марченко, Я.Е.Слободян ,
В.П.Титок — К.: изд-во НИИАСС, 2006. —124 с.
13.	Городецкий А.С., Шмуклер В.С., Бондарев А.В. Информационные технологии рас-
чета и проектирования строительных конструкций: учебн. пособие. — Харьков:
НТУ «ХПИ», 2003. — 889 с.
14.	Лантух-Лященко А.И. ЛИРА. Программный комплекс для расчета и проектирова-
ния конструкций: Учебн. пособие, — К.-М.: 2001, — 312 с.
15.	Литвиненко С.В. Реализация расчета по второму предельному состоянию в конст-
руирующей системе ЛИР-СТК // Вюник СИМУ. 2003, № 10. — С. 30—33.
16.	Пакеты прикладных программ для автоматизированного проектирования конст-
рукций: Учебное пособие / М.С.Барабаш , ЮД.Гераймович , А.Н. Кекух г М.В. Лаз-
нюк , Е.Б, Стрелец-Стрелецкий / Под ред. А.С. Городецкого — К.: «Факт», 2006. —
112с.
17.	Городецкий АС., Медведенко Д.В, Подсистема создания чертежей стадии КМ —
ЛИРА-КМ // Металлические конструкции: взгляд в прошлое и будущее: Сб. докла-
дов VIII Украинской научно-технической конференции. — 4.1. — К.: Изд-во
«Сталь», 2004. —185 с.
Глава 2. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ
2.1. Общие положения
Данная глава составлена на основе 1-го курсового проекта «Балочная клет-
ка», входящего в программы курса «Металлические конструкции», которые пре-
подаются в строительных вузах для студентов специальностей 7.092101 «Про-
мышленное и гражданское строительство» и 7.092108 «Строительство тепловых
и атомных электростанций».
Рассмотрены вопросы расчета и проектирования балок и центрально-сжатых
стальных колонн, а также узлов их сопряжений с помощью САПР в среде
ПК ЛИРА. Пример выполнения чертежей в среде AutoCAD (завершающая стадия
полного цикла САПР) приведен в приложении 1.
Данная глава содержит методику построения элементарных конечно-
элементных моделей, а также подбора или проверки сечений конструкций и эле-
ментов узлов их сопряжений, изучаемых в учебном процессе. Ориентирована на
студента и пользователя, начинающего знакомиться с ПК ЛИРА. Основная цель
данной главы снабдить минимальными навыками и приемами работы в среде
ПК ЛИРА, которые необходимы для возможности дальнейшей проработки более
сложных моделей.
Рассмотренные с точки зрения САПР в данной главе вопросы отвечают ма-
териалу, отображенному в [1—4]. Расчетные предпосылки в ПК ЛИРА, касаю-
щиеся реализации метода конечных элементов (МКЭ) и на основании его опре-
деления НДС конструкций, отображены в [5—7]. Расчеты стальных конструкций
соответствуют [8] (см. главу 1).
Обучающие примеры расчетов конструкций различного назначения, в т.ч. и
металлических, с помощью ПК ЛИРА отображены также в пособиях [10—13].
2.2. Задание листового проката в программе «Сортамент»
Для проведения расчета составной главной балки, если необходимый листо-
вой прокат, составляющий поперечное сечение балки, отсутствует, необходимо
внести в файлы сортамента дополнительные листы 1350x10 и 260x16.
>	Запустите Редактируемый сортамент через пункт меню Пуск Ф Програм-
мы => ЛИРА 9.4 Ф ЛИР-РС;
>	Через меню Файл Ф Открыть выберите файл сортамента LIST2-25_S.SRT
(рис. 2.1).
А.
> -—При необходимости существует возможность создания нового фай-
ла сортамента, в который можно отдельно внести необходимые про-
фили, затем подключить к ПК ЛИРА 9.4, выбрав новый файл сорта-
мента в меню Жесткости.

Open
Недавние
документы
Рабочий стол
М ои документы
g> DV-5H.SRT
gf DV-SH_S.5RT
gt DV-SH_TU.5RT
gt D¥-SH_TU_5.5RT
gr DVUTAVR.SRT
g^ DVUTAVR_S.5RT
gJ GN-KV94.5RT
g* GN-KV94_5.SRT
gn-kv.srt
GN-KV_.srt
Р GN-KV_S.SRT
ЗВ® g£ GN-PR94.SRT
Мой компьютер- gSGN.pR94_5.5RT
•	- g^GN-PR.SRT
®-PR_S.SRT
Kan3062,srt
g^ Kan3063.srt
Kan3064.srt
ф Kan3O66.srt
KanSOBl.srt
ф Kan7667.srt
ф Kan7669.srt
$ Kanl4954.srt
# KRUG.5RT
KRUG_S.5RT
KVADRAT.SRT
ф KVADRAT.5.5RT
g* LI5T2-25.5RT
LIST.
LIST20-.5RT
LiST20-_S.SRT
UST.5RT
UST_.srt
LI5T_S.SRT
NEW5TEEL.5RT
SHV.SRT
SHV_S.5RT
SHV-GN.srt
5HV-GN_5.SRT
SHV-PARLSRT
SHV-PARL_5.5RT
5HW_PAR.SRT
SHW_UK.5RT
^STEEL.l.SRT
STO_Dv_P.srt
STO_Dv_P_s.srt
STO_Dv_S.srt
STO_Dv_S_s.srt
STO_Dv-b.srt
STO_Dv-b_s.5rt
STO_Dv-k.srt
STO_Dv-k_s.srt
STO_Dv-sh.srt
STO_Dv-sh_5.srt I
TABL_74.5RT i
& TABL_7S.SRT |
TABL_PO5.SRT
TAVR.5RT
TAVR-S.5RT
У;
»й, ч
Сетевое
окружение ? ИмяФайла:
Тип Файлов: -	| Сортаменты ЛИР-РС
LIST2-25 S.SRT
Открыть


:;J' Отмена
Рис. 2.1. Диалоговое окно Открыть
>	В оболочке Редактируемого сортамента (рис. 2.2) через пункт меню Правка
Ф Разрешить правку (либо через сочетание клавиш Ctrl+E) разрешаем вносить
изменения в файл сортамента;
Рис. 2.2. ЛИР-РС (Редактируемый сортамент)
>	Через пункт меню Правка => Новая строка (кнопка .55*1 на панели задач) до-
бавляем в имеющуюся таблицу новую строку.
В окне Вставить новый профиль (рис. 2.3) вводим наименование 1350x10.
Рис. 2.3. Диалоговое окно Вставить новый профиль
>	Для возможности последующего автоматического сбора нагрузок от собст-
венного веса конструкций в ЛИРА 9.4 необходимо вычислить массу погонного
метра листа по формуле
Я = А.  ‘w • Р = 1,35 • 0,01 • 7,85 = 0,105977" = 105,97 кг.
> В появившемся окне Характеристики профиля 1350x10 (рис.2.4) вводим
следующие данные:
Высота, h = 1350 мм;
Толщина, t= 10 мм;
Уд. масса = 105,97 кг/м.
> По-умолчанию все геометрические параметры вводятся в миллиметрах, од-
нако предусмотрена возможность перевода единиц измерения.
> Подтвердите ввод нажатием кнопки ОК.
Харанте ристики профиля 1350 х 10
7 
Лист
Высотами:
11350
Т олщина, I
Уд. масса
1 —7 ЦП И п I   jffil •* *• ,г„ . ц_ -.„А.    
Отмена | Применить! Справка I

Рис.2,4. Диалоговое окно Характеристики профиля 1350x10
> Аналогичным образом, при необходимости, добавляем в таблицу сортамента
лист — 450x16 с такими характеристиками:
• Высота, h = 450 мм;
• Толщина, t = 16 мм;
• Уд. масса = 56,52 кг.
Через меню Файл => Сохранить сохраните активный документ и закройте
программу ЛИР-РС.
2.3.	Расчетная схема главной балки и определение усилий
Исходные данные:
Расчетная схема ригеля показана на рис. 2.5.
Материал - сталь С255.
Нагрузки:
» Собственный вес конструкции балки.
•	Нагрузки — реакции второстепенных балок F1= 18,24 (—180 кН).
0.5 F,
&	д
12 х 1000
Рис. 2.5. Расчетная схема главной балки
В ПК ЛИРА предусмотрена возможность изменения единиц измерения.
Для перевода различных величин в требуемые единицы измерения
удобно использовать программу Калькулятор, входящую в ППП
«Математика для инженера» [14].
Запускаем ПК ЛИРА 9.4
Пуск Ф Программы Ф ЛИРА 9.4 Ф ЛИРА 9.4.
Создание новой задачи
>	Создаем новую задачу (кнопка Ю! на панели инструментов).
>	В диалоговом окне Признак схемы (рис. 2.6) задайте следующие парамет-
ры:
•	имя создаваемой задачи — ГБ1 (шифр задачи по умолчанию совпадает с
именем задачи);
•	признак схемы — 2 — Три степени свободы в узле (два перемещения и
поворот) X0Z.
Признак схемы по степеням свободы - 2 используется для решения
плоских задач типа плоских вам и балок стенок.
Признан схемы
Имя задачи	]ГБ1
: Шифр задачи ч <	. [ГБ1
Описание задачи
Йо 80 символов) '
	„ и	-       	-1 -	-,, —— mam.........	 , „ „,   .7м.,,.. х
J О 1 -Двё Степени свободы в узле (два перемещения) XOZ	J
<• ЗхТристеп^ни свободы в узлеДдва перемещения и поворот] ХОЙ  =	|
Ж	• ...	 :	i
С 3 - Три степени свобадыв^ле (перемещение и два поворота) ХО Y	|
С 4 • Тристепени свободы в уз ле (три перемещения)	: ?Й='
•’Г* 5- Шесть.степеней свободы в узле	' :
I _	.. J'- " .. .	 . ..	. .. '	' : -	j
Рис. 2.6. Диалоговое окно Признак схемы
Создание плоских фрагментов
и сетей
Из меню Схема <> Создание
Регулярные фрагменты и
откройте окно Создание
сети
пло-
ских фрагментов и сетей.
> В первой закладке задайте сле-
дующие значения:
• Шаг вдоль первой оси:
Цм) N
1,00	12
Остальные параметры принимаются
по умолчанию (рис. 2.7).
Сохранение информации о расчет-
ной схеме
> Через меню Файл Ф Сохранить
(кнопка ьэ на панели инструментов)
Рис. 2.7. Диалоговое окно
Создание плоских фрагментов и сетей
сохраните задачу под именем ГБ1.
Задание граничных условий
> Через меню Опции ч> Флаги рисования (кнопка НЭЙ на панели инструмен-
тов). Выведите на экран номера узлов и элементов.
На рис. 2.8 представлена полученная конечно-элементная схема.
11	22	3 3	44	5 5 б б 77	8 |	9 9	1»М	11ц	1212 В
Рис. 2.8. Нумерация узлов (синим цветом над узлами) и элементов расчетной схемы
(черным цветом соответственно над элементами)
Задание граничных условий в узле Ns 1
Через меню Выбор выполните команду Отметка узлов (кнопка
нели инструментов).
на па-
> С помощью курсора выделите узел № 1 (узлы окрашиваются в красный
цвет).
Отметка узлов выполняется с помощью одиночного указания курсором или рас-
тягиванием вокруг нужных узлов «резинового окна».
> Через пункт меню Схема => Связи (кнопка И
зовите окно Связи в узлах (рис. 2.9);
на панели инструментов) вы-
Связи в узлах
> В этом окне задайте шарнирно-неподвижную опору, отметив флажками на-
правления, по которым запрещены перемещения узлов (X, Z).
> После назначения связи узел окрасится в синий цвет.
Задание граничных условий в узле Ns 13
> Выделите узел № 13 с помощью курсора.
> В окне Связи в узлах отметьте направле-
ния, по которым запрещено перемещение
узла (Z). Щелкните по кнопке Применить.
Через пункт меню Выбор «=> Отметка узлов
(кнопка leil на панели инструментов) нажа-
тием кнопки снимите активность с операции
Рис. 2.9. Диалоговое окно
Связи в узлах
отметки узлов.
Задание жесткостных
характеристик
Формирование типов же-
сткости
> С помощью меню Жест-
кости Ф Жесткости эле-
ментов (кнопка
на па-
нели инструментов) вызови-
те окно Жесткости элемен-
тов (рис. 2.10).
> С помощью кнопки До-
бавить выведите список
стандартных типов сечений.
> Перейдите на вторую
закладку База типовых се-
чений.
База ютовых сечетмй
5 Копирование
Жесткости 3d е мен та в
Р«
- Казначеев элементам схемы
Текущий тип Жесткости .
РОтм^тить] Назначить
rWIHbWUJjLg—
. Просмотр»
Швеллер
Разд вин...
Уголок
Труба
Двутавр со
швеллером
Коробка из
швеллеров
•I
•3>i
Коробка из
двутавры двутавров
Швеллер с
двутавром
I
Два
швеллера
Рис. 2.10. Диалоговое окно Жесткости элементов
гСпиоок типов жесткостей:
ОТмм#пъ
Двутавр
УГОЛОК
паралле...
Составной
двутавр
крестовые
уголки
Установить кактекущи^ тип
iiutiiri 'i'rfif гишгттч.умгт?"—~-
Изменить»
Крестовые Два уголка
уголки
Удалить
> Двойным щелчком мыши выберете тип сечения Составной двутавр.
> В появившемся окне Стальное сечение задайте параметры сечения для
пояса Лист 450x16, предварительно выбрав файл сортамента Прокат листовой
горячекатаный толщиной 2Д..25 мм.
Сокращенный сортамент (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Диалоговое окно Стальное сечение
X Для стенки в списке профилей из сортамен-
та Прокат листовой горячекатаный толщи-
ной 2,5...25 мм. Сокращенный сортамент вы-
бираем Лист 1350x10.
Жесткости элементов
г Назначение элементам схемы
Текущий тип жесткости
fl | L Составной двутавр
В результате список типов жесткостей дол-
жен выглядеть, как на рис. 2.12.
Назначение жесткостей элементам балки
Г Отметить! Назначить) Отменить
i
Список типов жесткостей-
iСое т а вной д в у т asp
450 х 16, пояс
1350 х10, стенка

> В диалоговом окне Жесткости элементов
двойным щелчком по строке 1. Составной дву-
тавр сделайте его текущим типом жесткостей
(можно сделать, установив курсор на соответ-
ствующей строке и нажав кнопку Установить
как текущий тип).

> Выделите всю конечно-элементную схему с
помощью резинового окна и команды Отметка
элементов (кнопка на панели инструмен-
тов).
Установить кактёкущий тип
Просмотр»
Копирование
Изменить»|
Удалить I
2- XЬ Добавить»
> В окне Жесткости элементов щелкните по
кнопке Назначить (с элементов снимается
выделение). Это свидетельство того, что вы-
деленным элементам присвоена текущая же-
сткость.
Рис. 2.12. Диалоговое окно
Добавить собственный ...
Собственный вес назначить на:
все элементы '
С выделенные элементы :
г Коз ФФ. надежности по нагрузке
Рис. 2.13. Диалоговое окно
Добавить собственный вес
Задание нагрузок
Формирование загружения Ns 1
Собственный вес
> Для задания нагрузки от собственного веса перейдите в меню Нагрузки Ф
Добавить собственный вес.
> В окне Добавить собственный вес (рис. 2.13) радио - кнопкой укажите на
все элементы с коэффициентом надежности по нагрузке уу = 1,05.
|г Тип нагрузки
Мй
Задание нагрузок
: Ж кЯЖШЗкпосй
р Текущая нагрузка—
Рис. 2.14. Диалоговое окно
Задание нагрузок
°*
i т№тЙГГ|ГГ-1ВДИ1ИЙ!ПГТГ rT-TrtJ
г Нагрузки в узлах
{Система координат
I Глобальная < ‘ Местная
I- Направление
Г X Г


D оЙ
В результате конечно-элементная
схема главной балки должна выгля-
деть, как на рис. 2.16.
Реакции второстепенных балок
Вызовите диалоговое окно Зада-
ние нагрузок (рис. 2.14) с помо-
щью меню Нагрузки => Нагрузка
на узлы и элементы (кнопка Я
на панели инструментов).
В этом окне перейдите на закладку
Нагрузки в узлах.
Затем радио - кнопками укажите
систему координат Глобальная,
направление - вдоль оси Z.
Выделите все узлы балки за ис-
ключением опорных узлов.
Щелчком по кнопке Нагрузки в уз-
лах вызовите окно Параметры на-
грузки (рис. 2.15).
В этом окне задайте Значение на-
грузки Р = 18,24 т;
Щелкните по кнопке Подтвердить.
В диалоговом окне Задание на-
грузок щелкните по кнопке is
Применить.
Параметры нагрузки (х
f'WWiIr run -iTffiI*тпГт-т-|Гi;
18.24| т
Рис. 2.15. Диалоговое окно
Параметры нагрузки
18.24	18.24	18.24	18.24	18.24	18.24	18.24	18.24	18.24	18.24	18.24
Рис. 2.16. Конечно-элементная расчетная схема главной балки
Визуализация нагрузок, величин нагрузок и др., а также отмена визуа-
лизации номеров конечных элементов производится через меню Опции
& Флаги рисования (кнопка
на панели инструментов).
Задание расчетных сечений для конечных элементов, образующих рас-
четную схему балки
Для последующего подбора или проверки сечения главной балки в про-
грамме ЛИР-СТК по второму предельному состоянию (см. раздел 2.5)
необходимо задать значение расчетных сечений отличное от двух (по
умолчанию в стержневых КЭ два расчетных сечения: в начале и в кон-
це). Такое требование при создании конструктивных элементов (по-
нятие конструктивного элемента см. в главе 1) ЛИР-СТК предъявля-
ет для избежания ошибок при расчете, поскольку расчетная схема
балки может состоять всего из одного конечного элемента. В таком
случае пролетное сечение, в котором возникает максимальный изги-
бающий момент (имеется в виду шарнирно опертая однопролетная
балка), будет пропущено, если не будет назначено хотя бы одно до-
полнительное расчетное сечение.
Выделите все элементы расчетной схемы.
С помощью меню Схема Расчетные сечения стержней (кнопка
на па-
нели инструментов) вызовите диалоговое окно Расчетные сечения (рис. 2.17).
> В этом окне задайте количество расчетных сечений N = 3.
Щелкните по кнопке
- Применить.
Статический расчет
Запустите задачу на расчет с помощью меню
Режим Ф Выполнить расчет (кнопка 1Й
на панели инструментов).
Рис. 2.17. Диалоговое окно
Расчетные сечения
Просмотр и анализ результатов расчета
> После выполнения расчета задачи перейдите в режим результатов расчета
через меню Режим => Результаты расчета (кнопка — на панели инструмен-
тов).
> В режиме просмотра результатов расчета по умолчанию отображается де-
формированная расчетная схема (рис. 2.18).
Загрухение 1
Рис. 2.18. Деформированная схема
Вывод на экран эпюр внутренних усилий
, а затем IS на панели
> Выведите на экран эпюру MY (рис. 2. 19) с помощью меню Усилия Эпю-
ры => Эпюры изгибающих моментов (Му) (кнопки 111
инструментов).
Загружеиие 1
Эпюра Mjr
Едттр гомерения - т*м
Мак стальное усилие 332.460
Рис. 2.19. Эпюра изгибающих моментов Му
> Для вывода эпюры Qz (рис. 2.20) выполните пункт меню Усилия => Эпюры
Ф Эпюры поперечных сил (Qz) (либо кнопка НЯ на панели инструментов).
Загрухение f
Эпюра Qz
Единиц измерения - т
Меяимальноа усилие -101.7
Максимальное усилие 101.7
Рис. 2.20. Эпюра поперечных сил Qz
Результаты расчета в первом приближении (как от эквивалентной равномер-
но-распределенной нагрузки) нетрудно проверить по следующим формулам:
q^-t1 (18,24 + 0,23)-122
Чпах « ---— 7 " - = 332,46 кН • л/;;
max g	g
Csmax
Чеке
= 110,8
кН..
2.4. Подбор или
составного сечения
проверка сечений сварной главной балки
Запустите программу ЛИР-СТК через меню Пуск Ф Программы Ф ЛИРА 9.4
Ф ЛИР-СТК.
Импорт расчетной схемы
Для импорта расчетной схемы выполните пункт меню Файл Ф Импорт (кнопка
на панели инструментов).
В диалоговом окне Импорт (рис. 2.21) откройте файл гб1#00.гб1.
Рис. 2.21. Диалоговое окно Импорт
После импорта результатов расчета необходимо назначить дополнительные
характеристики для всех элементов схемы.
Задание дополнительных характери-
стик для элементов
> Откройте окно Жесткости элементов с
помощью кнопки И. на панели задач
(рис. 2.22).
> Установите курсор на строке
1.Составной двутавр и нажмите на
кнопку Изменить.
> В окне Стальное сечение (рис. 2.23) в
раскрывающемся списке - Сталь ука-
жите марку стали как для пояса.
> В дереве элементов составного сече-
ния выделите строку — 450x16 и в спи-
ске - Сталь выберите марку стали
С255.
Рис. 2.22. Диалоговое окно
Жесткости элементов
Аналогично выберите строку — 1350x10 и
задайте для нее марку стали С255.
ПрОФМЛэ
Стальное сечение
Состав | Дополнительные характеристики | Ограничения подбора j
Сортамент
Поворот I Сечение.
Комментарий
ОК
Справка
Отмена
Рис. 2.23. Диалоговое окно Стальное сечение
Файл сортамента (\srtj
Т 1, Составной двутавр
450 х 16, пояс
1'?ЯЛу1П гтр**-»
Описание.........-------:--------
Данное сечение является составный.
Чтобы задать составное сечение, надо задать
его компоненты и способ их стыковки. Выделите
какой-либо компонент сечения


> Перейдите на закладку Дополнительные характеристики (рис. 2.24) и ука-
жите Тип элемента Балка.
> Затем задайте следующие характеристики (см. главу 1):
, расчетная длина для расчета на общую устойчивость Let = 1 м (расстояние
между второстепенными балками);
•	в диалоге Раскрепления сжатого пояса установите флажок - более, де-
лят пролет на равные части;
•	задайте параметр для расчета по максимально допустимому прогибу — 250;
•	коэффициент условий работы по прочности ус = 1,1 [8].
> В дереве элементов составного сечения выберите строку — 1350x10 и уста-
новите флажок ставить ребра жесткости с шагом 1 м.

Стальноесенение
Состав Дополнительные «ракгеристики | Ограничегмя подбора |
Состав сечения	: i-----------

Тип элемента
Г 1. Составной двутавр
- 450 х пояс
 — 1350 х10; стенка
^Мзгибаемяе элементы
. коэффициенты условий работы. Коэффициент,
 по устойчивости по прочности i надежности i
Даные для расчета на обиц^о устойчивость
| Г*- консогъ Г" балка с 1 осью ств^метрии
i 'Раскрепление сжатого гадяса™™—--------—
; Ребра жесткости--
и
к
1 одно в середине	'
К? белее, делят пролет на равные части
Г Расчет произвощ^гбя Ь^ г-:—..
j *♦ в пределах упругости
* б' с учетом пластунностм
Расчет по прогибу—
I Длина пролета	.L Г Ав
« Максимально	i/|250
| допустимый прогиб	1 *
консоль
-Нагрузка -----------------_
|П вызывающая чистый изгиб
jp использовать коэффициент к длине
конструктивного элемента
ОК Отмена
Справка 1
Рис. 2.24. Дополнительные характеристики
Назначение конструктивных элементов
Конечные элементы, объединенные в конструктивный (см. главу 1),
при расчете рассматриваются как единое целое. Между элементами,
входящими в конструктивный элемент, не должно быть разрывов, они
должны иметь один тип жесткости, не должны входить в другие кон-
структивные элементы и унифицированные группы, а также иметь
общие узлы и лежать на одной прямой.
Создание конструктивного элемента БАЛКА.
Выделите все элементы схемы.

Для создания конструктивного элемента КБ1 перейдите в меню Редактиро-
вать Ф Создать конструктивные элементы (кнопка Н!И на панели инстру-
ментов).
Подбор и проверка назначенных сечений
Для выполнения подбора и проверки назначенных сечений нажмите на кноп-
ку Расчет (значок
на панели инструментов).
Расчет
।-Расчет стержней т- -
i Р проверка
Р* подбор сечений
к
по усилиям (от отдельных заг
Рис. 2.25. Диалоговое окно Расчет
Анализ результатов подбора и проверки несущей способности балки
Отображение результатов проверки в виде мозаики
Через меню Результаты Ф Мозаика Ф Проверка, 1ПС (кнопка ДУ) отобра-
зите на экране результаты проверки сечений балки по 1-ому предельному
состоянию (рис. 2.26).
Значения на цветовой шкале обозначают процент использования се-
чения по выбранным критериям (см. главу 1). При объединении КЭ в
конструктивный элемент выводится максимальный процент исполь-
зования в одном из сечений конструктивного элемента.
Рис. 2.26. Мозаика результатов проверки сечений балки
по 1-ому предельному состоянию
у После этого выведите на экран результаты проверки сечения балки по
2-ому предельному состоянию (кнопка 1±Ы), (рис. 2.27);
по 2-му предельному состоянию
> Аналогично выводятся на экран результаты проверки сечения балки по ме-
стной устойчивости.
Создание таблицы проверки сечений
> Вызовите диалоговое окно Таблицы результатов с помощью меню Резуль-
таты Стандартные таблицы (кнопка S на панели инструментов) и выбери-
те удобный формат файла для просмотра результатов подбора или проверки.
В этом окне выделите строку Проверка.
Щелкните по кнопке
- Применить.

На рис. 2.28 приведена стандартная таблица проверки двух сечений (опорно-
го — элемент 1, сечение 1 и пролетного — элемент 7, сечение 1, остальные для
удобства просмотра удалены из таблицы) конструктивного элемента балки.
Н ЛИР-СТК - гб1 .hvm.Проверка по загружениям-vts
Файл Редакпфоеать Данные Опции Окно £
Балки
Элемент
НС
Группа
Шаг
ребер
(планок)
ФЬ
min
Семение: 1. Составной двутавр
Сечение: 450 х 16, пояс; стыковка
Профиль: 450 х 16; ГОСТ 19903 - 74
Сталь: С255; ГОСТ 27772-88	|
Сортамент Прокат листовой
Сечение:135С х 10, стенка
Профиль: 1350 х 10 ; ГОСТ 199
Сталь; С255; ГОСТ 27772-88
Сортамент Прокат листовой .горячекатаный толщиной 2.5...25 мм. Сокращенный сортамент
нор
Проценты исчерпания несущей
способности балки по сечениям, %
тау
с1
Прг
УС
УП
1ПС
2ПС
Длина
элемента
		
33	- 74*	
й толщиной 2.5...25 мм.
	
	
	
	
	
	
	
	
о
КБ1
’ 1.00
1.000
53
......................................,..	.. о
I ► l\.Fe^a''%^lonnS'A<Skvoznvie:TA Balka Л КапайДа!
КБ1
1.00
1.01X1
97
5Б
42
70
94
53
97
94
12.00- .
12,00
0
О
О
5

Нажните F1 для получения справки
Рис. 2.28. Стандартная таблица проверки сечений конструктивного элемента балки
а =
Ниже приводится расшифровка сокращенных обозначений, используемых в
таблице для данного примера (более полную информацию см. в главе 1). Незна-
чительная разница в процентах использования возникает из-за округлений, а
также из-за округлений при переводе единиц измерения в систему СИ.
нор — проверка прочности по нормальным напряжениям для сечения 7:
М 332,5 10* кгтт
------’---= 262 МПа;
12 688,9
%ис =	х 100% = —х 100 = 99% « 97%.
Яугс	240 1,1
тау — проверка прочности по касательным напряжениям для сечения 1:
г=е^=]ои^™,83 „Пй
т	83
%с=-------х103%=---—----х100=54%»53%
0,58^гс	0,58-240-1,1
с, — проверка прочности по приведенным напряжениям:
876806-1,0
Тг
Для рассматриваемых сечений эта проверка не имеет решающего значения
и ее можно не производить, поскольку в сечении 1	= о, а в сечении 7 — ф» 0.
УБ — проверка устойчивости балки:
м
Для данного примера эту проверку не выполняем, поскольку балка из плос-
кости раскреплена настилом по всей длине.
Прг — проверка прогиба балки:
I
I 48 EJ 48• 2,ЫО5-876806 443'
%ис = у- ' .~х 100% =	100 = 56%.
[//€]п	1/250
В данном примере, поскольку табл. РСУ не была заполнена и вследствие этого
в программу ЛИР-СТК не попала информация о коэффициенте надежности по на-
г =10
грузке Гу .расчет прогибов был произведен по расчетному моменту (r f	’ ).
УС — проверка местной устойчивости стенки балки. Нижеприведенный рас-
чет выполнен только для элемента 7, сечение 1, где процент использования по
данной проверке максимальный.
Тогда как шаг ребер жесткости был принят а = 1 м = 100 см (см. рис. 2.28),
проверку местной устойчивости необходимо проводить в середине отсека эле-
мента 7, сечение 2. Поскольку при расчете конструктивных элементов в ЛИР-СТК
отсутствует информация о конструировании балки (места установки ребер жест-
кости), программа ЛИР-СТК проверяет все сечения, в т.ч. и элемента 7, сече-
ние 1, что, безусловно, идет в некоторый запас.
Действующие усилия в элементе 7, сечении 1:
М = 332,5 т-м\ 6 = 9,1т.
Напряжения сжатия в стенке
М	332,5-Ю4-125
у = — у = :  237 МПа,
J/ 876806-2
где у — расстояние от нейтральной оси сечения к расчетной сжатой границе се-
чения.
Касательные напряжения в стенке
QS 9,1-Ю2-7196
Ф=----=---------= 7,5 МПа
/tv 876 806-1,0
Нормальные критические напряжения при atoc = 0
30-240
yCT=-V = ^F = 338,8 Mna,
л* 4,61
rr
где условная гибкость стенки
% ” .
коэф. са взят из табл. 21 [8] при
1Я„ 135,0
1,0
240
-------- =4,61;
2.06-105
д = в-2_	=0,8
п
=0(43..
13501107

Критические касательные напряжения
= 10з(14 °’76 Н58-240
“2
2
М
---— = 174,7 МПа,'
3,412
где ц — отношение большей стороны пластинки (отсека) к большей:
а 100,0
- d 100,0
Тогда
Г =
240
2,06-Ю5
= 3,41-
' 7,5 Y
<174,7/
237 ]
338,8
%ис = —Х100% =—Х100 = 70 %.
гс 1,0
УП — проверка местной устойчивости сжатого пояса балки. Нижеприведенны
расчет выполнен только для элемента 7, сечение 1, где процент использовани
по данной проверке максимальный:
6^45-1,0	;
tf 2-1,6
5*^ = 14,65;
240
-0,7;»
в!
= 0,5 — = 0,5
-1ы

%«с =
13 75
гх 100% =	100 = 93%; •
14,65
Для приведенного расчета:
1ПС — это, соответственно, максимальная из проверок: нор, тау, с1, УБ.
2ПС— Прг.
МУ — это, соответственно, максимальная из проверок: УС или УП.
При превышении какого-либо из процентов использования по выпор
ненным проверкам можно или же воспользоваться функцией подбора
сечения, или же, изменив какие-либо параметры: геометрию, клаа
стали, расчетные длины, шаг расстановки поперечных ребер и m.i
выполнить повторные проверки, итерационно добившись необходимо
го результата. При этом необходимо помнить, что при значительной
разнице в заданных и подобранных сечениях при расчетах статичест
неопределимых систем необходимо вернуться в расчетную схему
уточнить жесткости для получения достоверной картины НДС.
2 5. Расчет второстепенных балок и колонн
Данный пункт на основе примера, изложенного в п. 2.3, 2.4, предполагает
самостоятельное выполнение расчетов простейших элементов конструкций,
входящих в состав балочной клетки: второстепенной балки и центрально-сжатой
колонны составного сечения.
При выполнении курсового или дипломного проекта по дисциплине «Метал-
лические конструкции» следует придерживаться основного плана работы, при-
веденного на рис. 2.291.
Рис. 2.29. Общая схема расчета и проектирования конструкций.
При этом, рассматривая пункт 2 данной концепции, следует указать на по-
следовательность задания расчетной схемы (модели):
1. Задание геометрии схемы.
2*. Формирования списка жесткостей и назначение этих жесткостных пара-
метров элементам расчетной схемы.
3*. Назначение граничных условий в соответствующих узлах расчетной схе-
мы.
4*. Задание нагрузок в соответствующих загружениях.
5. Формирование таблицы РСУ (при необходимости).
6**. Формирование таблицы динамических загружений (при необходимости).
* — последовательность выполнения действий может быть произвольной
(например, п. 3, 2,4).
1Схема заимствована из доклада проф. Ю.П. Линченко (КАПКС, г. Симферополь).
** — при наличии динамических загружений сначала формируется таблиц?
динамических загружений, а затем таблица РСУ.
После выполнения расчета, кроме анализа НДС и экспорта результатов
расчета в ЛИР-СТК (или другие системы), ПК ЛИРА предоставляет возможность
выполнения ряда дополнительных расчетных процедур, необходимых при про;
актировании (см. главу 1). Некоторые из них будут ниже рассмотрены в данной
пособии.
Исходные данные задач, предлагаемых к самостоятельному выполнению^
приведены в табл. 2.1 [1].	;
66
Нагрузки	Равномерно распределенная интенсивностью q = 30,86 кН м; собственный вес с коэф, надежности Yf = 1,05	Центрально- сжимающая сила N ~ 2268 кН; собственный вес с ко- эф. надежности Yf = 1,05
Марка стали Дополнительные данные	С255 Подбор или проверку сечения произ- водить с учетом развития пластиче- ских деформаций стали; коэф, условий работы конструкции по прочности у • = 1 ; максимально допустимый прогиб —1/200; проверку устойчивости не выполнять, поскольку балка по всей длине рас- креплена		С255	 Расчетные	длины Lzi=Lyi=7,15. Расчетная длина для определения ерь равна нулю, по- скольку колонна центрально-сжатая. Предельная гибкость колонны как для основной колонны; коэф, условий работы конструкции по проч- ности и устойчивости гс = 1,0
Ниже приводятся некоторые рекомендации и «подсказки»:
1.	Расчетную модель рекомендуется выполнять состоящей из одного КЭ с
назначением 5 или более расчетных сечений для балки.
2.	Выполнять создание конструктивного элемента не нужно, если схема бу-
дет состоять из одного КЭ.
При выполнении расчетов приведенных примеров, если усилия известны,
например, из ручного расчета, можно воспользоваться локальным режимом ра-
боты ЛИР-СТК или программой «Расчет сечений металлических элементов»,
входящей в ППП «Стальные конструкции», минуя стадию задания конечно-
элементной модели и определение НДС. Такой пример приведен в п. 2.6.
Сравнение результатов расчетов, выполненных программно, с результата-
ми ручных расчетов можно произвести, используя {1].
2.	6. Пример расчета сечения однопролетной балки в локальном
режиме работы программы ЛИР-СТК
Нижеприведенный пример демонстрирует приемы работы в локальном ре-
жиме работы программы ЛИР-СТК и программы «Расчет сечений металлических
элементов», входящей в состав ППП «Стальные конструкции».
Работа демонстрируется на примере расчета стальной балки двутаврового
сечения, нагруженной в двух плоскостях.
Запустите программу ЛИР-СТК через меню Пуск Ф Программы Ф ЛИРА
94 Ф ЛИР-СТК.
Задание исходных данных
Вызовите падающее меню Файл Ф Новый файл Ф Элемент (кнопка Соз
дать Jlj).
В диалоговом окне Единицы измерения укажите радио - кнопкой единиц^
измерения исходных данных и результатов расчета и нажмите Подтвердит^
(рис. 2.30).
В диалоговом окне Сведения о задаче (рис. 2.30) введите Комментарий
(шифр задачи) (необязательно); Номер элемента, который по умолчанию яв-
ляется именем файла; Длина элемента — в данной задаче задайте 6 м; в по-
ле Расположение элемента — укажите радио - кнопкой Вертикальное или Го-
ризонтальное (указывает, как будут располагаться рисунки эпюр в отчете).
Для изгибаемых элементов предусмотрена возможность подбора или
проверки по второму предельному состоянию (прогибам) по огибаю-
щим эпюрам расчетных сочетаний усилий.
Установите флажок Вычислять прогиб по огибающим эпюрам РСУ и ус-
тановите флажки в поле Закрепления концов (Y1, Z1 — запрет перемещений
по направлению соответствующих местных осей стержня, UY1, UZ1 — закреп-
ления по углам поворотов вокруг соответствующих местных осей элемента).
в рассматриваемой задаче задается балка шарнирно - опертая на ле-
вом конце в обоих направлениях (Y1, Z1), а на правом конце защемлен-
пая в своей плоскости и шарнирно опертая из плоскости (Y1, Z1, UY1).
Рис. 2.30. Задание исходных данных
Нажмите кнопку Далее.
В диалоговом окне Расчетные усилия нажмите кнопку Количество соче-
таний, в открывшемся окошке введите число 5 и нажмите кнопку ОК.
В таблице заполните столбец номеров сечений (сеч.) порядковыми номе-
оами 1, 2, 3, 4, 5 и соответственно для каждого сечения укажите в таблице со-
ответствующие усилия (для балки — изгибающие моменты и перерезывающие
силы, см. рис. 2.31) по правилу знаков, которые нарисованы на схеме в правом
нижнем углу диалогового окна.
По окончании заполнения таблицы Расчетные усилия нажмите кнопку Го-
тово.
В диалоговом окне Назначьте тип сечения двойным щелчком мыши или
непосредственным указанием мыши и нажатием кнопки ОК выберете тип сече-
ния Двутавр (рис. 2.31).
Рарегчл jovms ‘ Гротик элнонга j
ЛЭ	•с 	- - -	-’««j чсл-		КМ					
1	1	1	0.000	0000	4.500	0.000	0.930 Посте*»*»		
2	1	2	MOO	4500	1500	4.046	0.465 noctcxwtJt		
3	1	3	С ООО	4500	•1 500	4.395.	0.000 Постов । г*		
4	1	4	0000	0.000	-4.500	4.040:	0465 Прсто»#*л		
5	1	5	0000	3000	7.500	0000:	0930	Постонм 1 '	
Швеллер
Назначьте тип сечения
|Х|
Составной
двутавр
Уголок
Уголок
Отменить
Справка
ок
Рис. 2.31. Задание усилий и выбор типа сечения
Крестовые
уголки
ок I
Другавр
Коробка из
швеллеров
Раздвинутые
двутавры
Коробка из
двутавров




В диалоговом окне Стальное сечение на первой закладке Состав выбери-
те в раскрывающемся списке Сортамент => Двутавр с непараллельными
гранями полок Сокращенный сортамент. В раскрывающемся списке Про-
филь выберите профиль двутавра 45 и в раскрывающемся списке Сталь вы-
бегите класс стали С245 (рис. 2.32).
Для возможности подбора профилей из запрещенных сочетаний про-
филь — сталь (сочетания можно просмотреть в программе Сорта-
мент металлопроката) необходимо установить флажок в соответ-
ствующем поле.
Перейдите на закладку Дополнительные характеристики (рис. 2.32).
Укажите радио - кнопкой в поле Тип элемента =5> Балка (соответствует расчету
69
изгибаемых элементов в соответствии со СНиП 11-23-81* «Стальные конструк-
ции»);
Введите необходимые данные по СНиП П-23-8Г «Стальные конструкции*
для данной задачи; Коэффициент условий работы по прочности — 1,1; Ко,
эффициент надежности — 0,95; в поле Расчет производится укажите радио!
кнопку в пределах упругости; в поле Расчет по прогибу укажите Максимальней
допустимый прогиб, равный 1/250; в поле Данные на общую устойчивости
введите в Раскрепление сжатого пояса — Для расчета на общую устойчив
вость введите расчетную длину Lef = 1,5 м (предполагаем, что балка раскреп-
лена из плоскости прогонами с шагом 1,5 м).	1
Рис. 2.32. Задание параметров
 ПО КСТ»№еоста по грс**о^и :
—J
FUpawfciucn*
; Г* ct (Лить рейре через
€ jg.- ii>нос
.-Рйрвт по ГТЙГчб,
г .ilflricTkbfcftnpcrtrt-
йлзгнбаёные jwhwh-
II I I tlfil
и дополнительных характеристик


- - £»»«.< иля досчста не ойоци улсй««осш
С ксисал. . .Г* баодсТ осдеомнстя
е jpooena, дл/татгы ;
С JjHSTOM ГиирМ+ЮСТИ ,
для расчета сечения балки
Р Впмкхмплмй	, гТГй
Г*	Ь- ’ *
|Г“ боже.Де1^ грожг^раеньв^истм
. Нзгрчзк*--
Р I I	Р 8Ц
[ ' У? Сичжшл сменим

Третья закладка Ограничения подбора служит для установки параметров
ограничения подбора. В поле Ограничения подбора вводятся габариты по
осям и минимальная толщина, что позволяет ограничивать минимальную и
максимальную высоту и ширину сечений при подборе. Эта функция наиболее
часто используется при подборе сварных составных сечений.
Нажмите кнопку ОК.
Результаты расчета
Выполните пункт меню Результаты Ф Выполнить проверку элемента
(кнопка _J) или Результаты Ф Выполнить подбор элемента (кнопка -*2а)
для проверки или подбора сечения элемента стальных конструкций.
При необходимости подбора или проверки отдельного сечения элемента
необходимо выполнить пункт меню Результаты Ф Выбор сечения (кнопка
О I
__J) и щелкнуть курсором мыши на любой из эпюр сечения, в котором необхо-
димо выполнить проверку или подбор.
Для перехода на следующее сечение или предыдущие сечения или воз-
врата к режиму общих результатов в целом выполните пункты меню Результа-
Ф
ты Ф Следующее сечение (кнопка Результаты Ф Предыдущее сечение
(кнопка Результаты Ф Элемент в целом (кнопка j^i).
Эииу* *Tt
Ыш-U	Mu-B РТтул»т»тм неуки					
ймк	1.Д»ут«у45				
	45; ГОСТИЛ - 72*				
СпД	С245; ГОСТ 277724*				
Cwww	футиу « шкфимелкжх тушки вмь Смуажшй мутанхт				
					
	МСП.	фитевеи	•Jkjtl	уплел	yrtWKt.
714	154	2U	•J	4U	М2
	mryrfeyjf МШЖ	шкепшкй	«ишеЧНкамнн.		
			ШС	2ПС	MJr'HCJKH Д <
2*5	вт	UN	714	121В	412
Hawn F1 для тлучвля сгравкн 	i 1ЛМр Рис. 2.33. Результаты расчета					
Результатом проверки сечения являются проценты использования по не-
обходимым проверкам (см. рис. 2.33 и главу 1); результатом подбора является
подобранное сечения с указанием процентов использования по необходимым
проверкам.
Переход к расчету в соответствии с другими нормативными документами
производится с помощью пункта меню Опции Ф СНиП (кнопка;
Результаты расчета можно вывести на печать непосредственно из про-
граммы с помощью пункта меню Файл Ф Печать (кнопка &) или копировать с
помощью кнопки
в другие приложения, работающие с графическими объ-
ектами; также для работы с результатами расчета можно воспользоваться
функцией Графический контейнер.
Программа снабжена дополнительным инструментарием, расширяющим
возможности визуализации.
При работе в ЛИР-СТК с достаточно большими моделями, зачастую
возникает необходимость в дополнительной многовариантной прора-
ботке какого-либо элемента (конструктивного элемента). При выпол-
нении такой работы достаточно удобно воспользоваться локальным
режимом. Для перехода в локальный режим необходимо в ЛИР-СТК вы-
полнить функцию Расчет элемента	и указать курсором
непосредственно на схеме в элемент (конструктивный элемент), рас-
чет которого необходимо выполнить в локальном режиме.
2.	7. Расчет поясных соединений
Расчет поясных угловых швов главной балки выполняется с помощью про-
граммы «Расчет сварных швов», входящей в состав ППП «Стальные конструк-
ции».
Запустите программу Расчет сварных швов через меню Пуск Ф Про-
граммы Ф Пакеты прикладных программ Ф Стальные конструкции.
Задание исходных данных
После запуска программы на первой закладке Тип соединения выберете в
поле Выбор прототипа соединения тип соединений: Тавровые Поясные.
В нижнем левом окне указанием курсора мыши выберите необходимое со-
единение, которое для контроля прорисовывается в верхнем окошке. В данном
примере, предполагая отсутствие локальных напряжений (у/ос = 0 — сосредо-
точенные нагрузки передаются на ребра жесткости), выбираем из списка пер-
вый тип (рис. 2.34).
В поле Условия эксплуатации и Характеристики сварного соединения
выберите в раскрывающихся списках или указанием радио - кнопок все необ-
ходимые данные в соответствии со СНиП 11-23-81* «Стальные конструкции»:
•	Г руппа конструкций — 1;
•	Климатический район — II4;
•	Класс ответственности объекта по ГОСТ 27751-88 — 2;
•	Коэффициент условий работы гс — 1,1;
•	Характеристики сварного соединения Вид сварки — выберите Автома-
тическая проволокой 4=3-5 мм;
•	Положение шва — Нижнее.
& Расчет сварных швов
-•ж.
Выбор грототрга соединения
-Тип соединений—-
Г Внахлестку
г Тавровые - -
 Г Торцевые
Поясные
 Характеристика
Коэффициент условий работы (jc
?• 114 (-30 > t >» 4QJ; 115 и др.Ц >» -30)
Г 12,112 и 113 (-40 Хй -50]
Г l1(-5O>t>--65)
Тип соединения | Стали] Параметры] Сварочные материалы]
; Условия зксллуагац^
Группа конструкций по таб/мха 50“ СНиП	:•:• |Т
Климатический район в соответствии со СНиП il -23-81 “—


Класс ответственности объекта по ГОСТ 27751-80----т
U - уникального значения (Gr. >1)
Г* 1. особо важного значения (Gn = 1 )
<* 2 • важного значения (Gn « 0.95) .
Г 3 • ограниченного значения (Gn - 0.9):

Характеристик сварного соединегмя
Вцд сварки
{Автоматическая сварочной гроеолокой d-3-Бмм
Положв-ие шва
Нижнее
Выход
..Помощь
Рис. 2.34. Диалоговое окно Тип соединения
На второй закладке Стали (рис. 2.35) в зависимости от заданных ранее
Условий эксплуатации в поле Материал соединяемых элементов предложе-
ны классы или марки сталей для Пояса и Стенки (пользователь самостоятель-
но указывает — с классами сталей он будет работать или с марками, причем
при непосредственном указании мыши на класс стали в соответствующем окне
отображаются соответствующие этому классу марки стали и наоборот). Укажи-
те для поясов и стенки класс стали С255.
После выбора указанием курсора мыши класса или марки стали для эле-
мента сварного соединения необходимо нажать кнопку Назначить.
В правой части окна показаны нормативные и расчетные сопротивления
стали, которые при необходимости можно задать самостоятельно, установив
флажок Разрешить задание вручную.
Рис. 2.35. Диалоговое окно Стали
На третьей закладке Параметры (рис. 2.36) в поле Элементы соединения
укажите размеры поперечного сечения балки: bf xtf =450x16 мм,
Лшх/ =1350x10 мм.
rT	Jt
В поле Вид расчета радио - кнопкой указывается: Проверка или Подбор.
Для поясных соединений предусмотрена только функция подбора.
В поле Усилия вводим максимальную поперечную силу Qmax = 1134 кН,
исходя из которой определяется сдвиговое усилие по формуле
у._	(
*Аг
где (2гаах — максимальная поперечная сила, возникающая в сечении балки; S,
— статический момент пояса относительно нейтральной оси; Jx — момент
инерции сечения балки.
Флажок Односторонний поясной шов должен быть отключен, если со-
единение поясов со стенкой выполняется двухсторонним поясным швом.
На четвертой закладке Сварочные материалы в поле Материалы для
сварки указаны типы электродов (при ручной сварке) или марки сварочной
проволоки (при автоматической или полуавтоматической сварке), которые рег-
ламентированы к применению в зависимости от Условий эксплуатации.
Курсором в таблице выберите тип электрода или марку сварочной прово-
локи. В данном примере сварку производим сварочной проволокой
Св-08А с соответствующими расчетными характеристиками и коэффици-
ентами, выбранными в соответствии со СНиП 11-23-81* «Стальные конструк-
ции».В левом нижнем углу нажмите кнопку Рассчитать.
Рис. 2.37. Диалоговое окно Сварочные материалы
Результаты расчета
Расчет выполняется по металлу шва и границе сплавления [8]:
Результатом расчета является подбор катета сварных швов соединений
верхнего и нижнего поясов со стенкой, которые будут отображены на закладке
Параметры (рис. 2.36). При отсутствии локальных напряжений (у1ос - 0) для
симметричных двутавров верхний и нижний швы будут всегда одинаковы.
Литература к главе 2
j Н1лов О.О. Металев! конструкцн. Балки. Колони: Навч. Поабник для студенлв
буд!вельних спец!альностей. — К.: I3MH, 1997. — 232 с.
2.	Стальные конструкции производственных зданий: Справочник / А.А. Нилов,
В.А. Пермяков, А.Я. Прицкер. — К.: Буд!вельник, 1986. — 272 с.
3	Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы конструкций: Учеб, для строи-
тельных вузов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред.
В.В. Горева. — М.: Высш, шк., 2001. — 551 с.
4	Металлические конструкции: Учеб, для студ. высш. учеб, заведений
/ [Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. —
8-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 688 с.
5.	ЛИРА 9.2. Руководство пользователя. Основы: Учеб, пособие /Е.Б.Стрелец -
Стрелецкий , Ю.В.Гензерский , М.ВЛазнкж, Д.В.Марченко, В.П. Титок / Под ред.
А.С. Городецкого — К.: «Факт», 2005. —146 с.
6.	Городецкий А.С., Евзеров ИД. Компьютерные модели конструкций. — К.: «Факт»,
2005. — 344 с.
7.	Метод конечных элементов: теория и численная реализация. Программный ком-
плекс «ЛИРА-Windows» / А.С.Городецкий , И.Д.Евзеров, Е.Б. Стрелец - Стрелец-
кий , В.Е. Боговис, Ю.В. Гензерский , ДА.Городецкий — К.: «Факт», 1997. — 138
с.
8.	СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981. —96 с.
9.	Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП 11-23-81* Стальные
конструкции) / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. —148 с.
10.	ЛИРА 9.2. Примеры расчета и проектирования: Учебн. пособие /М.С.Барабаш,
Ю.В. Гензерский , Д.В. Марченко , В.П.Титок — К.: «Факт», 2005. — 106 с.
11.	ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию
ЛИРА 9.2 /Ю.В.Гензерский, А.Н.Куценко, Д.В.Марченко, Я.Е.Слободян, В.П.
Титок — К.: изд-во НИИАСС, 2006. —124 с,
12.	Городецкий А.С., ШмуклерВ.С., Бондарев А.В. Информационные технологии
расчета и проектирования строительных конструкций: Учеб, пособие. — Харьков:
НТУ «ХПИ», 2003. — 889 с.
13.	Лантух-Лященко А.И. ЛИРА. Программный комплекс для расчета и проектирова-
ния конструкций: Учебн. пособие. — К.-М.: 2001. — 312 с.
14.	Пакеты прикладных программ для автоматизированного проектирования конст-
рукций: Учеб, пособие / М.С.Барабаш, Ю.Д. Гераймович f А.Н. Кекух, М.В. Лаз-
нюк, Е.Б. Стрелец - Стрелецкий / Под ред. Городецкого А.С. — К.: «Фаю», 2006.
— 112 с.
15.	Пособие по расчету и конструированию сварных соединений стальных конструк-
ций (к главе СНиП 11-23-81) / ЦНИИСК им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1984. —
40 с.
Глава 3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ
3.1.	Общие положения
Данная глава является продолжением или дополнением главы 2. Однако
если первая глава описывала технологии использования САПР на элементарных
примерах, то в главе 2 задача несколько усложняется. В отличие от предыдущей
главы конструкция балочной клетки не расчленяется на отдельные конструктив-
ные элементы, а рассчитывается по пространственной схеме. Авторы не утвер-
ждают, что в данном конкретном примере это является необходимым. Скорее
для рассматриваемой балочной клетки при равномерно распределенных нагруз-
ках даже наоборот. Однако для рассмотрения в данной главе пространственной
модели балочной клетки существует ряд причин.
Во-первых, технология моделирования пространственной балочной клетки,
описанная в данной главе, преследует цель научить на достаточно простом при-
мере построению и расчету трехмерных стержневых моделей. Рассматриваемая
балочная клетка, в свою очередь, может быть отправной ячейкой при конечно-
элементном моделировании пространственных каркасов многоэтажных зданий.
Кроме того, зачастую, подобные балочные клетки нуждаются в расчетах на ди-
намические воздействия (например, гармонические колебания), что в последнее
время «правилами хорошего тона» требует пространственного моделирования.
Во-вторых, при анализе результатов расчета пространственной модели по-
является возможность сравнения с результатами упрощенной плоской модели,
что, в свою очередь, поможет выявить возможные ошибки. Такой подход, т.е.
вычленение фрагментов сложной схемы для возможности оценки результатов,
полученных в больших и сложных моделях, зачастую приветствуется и демонст-
рируется в данной главе.
И, наконец, в-третьих, на рассматриваемом примере показана технология не
только определения НДС и расчета сечений элементов и узлов сопряжений, но и
автоматическое формирование из расчетной схемы чертежей стадии КМ в про-
грамме ЛИРА-КМ.
3.2.	Исходные данные
Расчетная схема балочной клетки показана на рис. 3.1.
Сечения элементов:
•	крайние и средние колонны — составное сечение
пояс —400x12;
стенка — 400x8;
•	балка настила (ВБ) — двутавр № 35Б1;
•	главная балка (ГБ) — составное сечение
пояс—450x16;
стенка — 1350x10.
Нагрузки:
•	загружен ие 1 — постоянная нагрузка от собственного веса элементов балоч-
ной клетки и конструкции настила;
загружение 2 — временная полезная нагрузка.
Рис. 3.1. Расчетная схема балочной клетки
3.3.	Расчетная схема балочной клетки, определение усилий и их
расчетных сочетаний
Создание новой задачи
Запустите ПК ЛИРА 9.4.
Создайте новую задачу:
•	имя создаваемой задачи — БК;
•	признак схемы — 5 (применяется для расчета пространственных схем [5]).
После этого щелкните по кнопке Подтвердить.
Признак схемы
Имя задачи
Шифрзадачи
Описание задачи
(до 80 символов)
|	1 - Две степени свободы в у зле (два перемещения) XOZ
J	.		.	,	
I Г” 2 * Три степени свободы в узле (два перемещения и поворот): X0Z
| С 3 - Три степени свободы в узле (перемещение и два поворота) X0Y
i	• :	. .	.	’	.	’
г	..'		; ' ’
I... С 4 - Три степени свободы в узле (три перемещения]
; (* 5 -Шесть степеней свободы в из ле
Рис. 3.2. Диалоговое окно Признак схемы
Создание геометрической схемы
Добавление рамы
Через пункт меню Схема Ф Создание Ф Пространственные рамы от-
кройте окно Пространственная рама.
В таблицу ввода значений введите параметры рамы:
• Шаг вдоль оси X: Шаг вдоль оси Y:	Шаг вдоль оси Z:
Цм) N	L(m) N	L(M) N
1.00 12	6.00 2	7.151
Снимите, установленную по умолчанию отметку Создавать элементы
пластин.
Отмените наложение связей по направлению UX и UY.
Остальные параметры принимаются по умолчанию (рис. 3.3).
Примените введенные данные (
Применить).
Рис. 3.3. Диалоговое окно Пространственная рама
Сохранение информации о расчетной схеме
та
Сохраните расчетную схему (кнопка LSI на панели инструментов).
В диалоговом окне Сохранить как задайте;
•	имя задачи — БК;
•	папку, в которой будет сохранена эта задача (по умолчанию выбирается пап-
ка — LDdata).
Щелкните по кнопке Сохранить.
Корректировка схемы
Фильтр для элементов
> Щелчком по кнопке
режим проекции на XOZ.
перейдите в
> С помощью команды Выделение
узлов (кнопка ИЗ на панели задач) от-
метьте и удалите все нижние узлы внут-
ренних колонн.
> Вернитесь в режим изометрической
проекции и упакуйте схему (кнопка М
на панели инструментов).
> С помощью Полифильтра (кнопка
Й на панели инструментов), как пока-
зано на рис. 3.4, отметьте все элементы
схемы параллельные оси OY. _____
> В окне Шарниры (кнопка Й на па-
нели инструментов) отпустите угол пово-
рота выделенных стержней схемы в пер-
вом и втором узле по направлению UY
(рис. 3.5).
Ж ffl I Л	j U
Г По номерам КЗ —
WWhTfM rniifwijTfMianTTTTrffMh
~Повиду КЭ-
и I
(7 По типу КЗ —
г По жесткости
!	. ц— *—_ -—— •*••••—
г По ориентации КЗ
* || XOY
[	v t. I I
г Длястержнёй-
'ЙЩТШ dWrtrrf Hf
Г Угол согласования для пластин

||'ЙТТ1ЙЬ*
Рис. 3.4. Фильтр для элементов
Шарниры	®
Рис. 3.5. Шарниры
> При помощи Фла-
гов рисования (кнопка
2 на панели инстру-
ментов) отобразите на
экран номера элемен-
тов.
> Выделите элемен-
ты № 1, 13 и 25 и на-
значьте им шарнир по
направлению UY в
первом узле.
> Выделите элемен-
ты № 12, 24 и 36 и на-
значьте шарнир по на-
правлению UY во вто-
ром узле.
добавление связей по колоннам
Для добавления элементов связей по колоннам выполните следующие опе-
рации:
> Разбейте колонны второй и третьей рамы № 65, 66, 67 и 68 в соотношении
1/9. Для этого выделите эти элемен-
ты и запустите команду Добавить
элемент (кнопка J на панели ин-
струментов).
> В диалоговом окне Добавить
элемент перейдите на последнюю
закладку Разделить пропорцио-
нально N (рис. 3.6).
> Введите значение N = 0.9 и на-
жмите
Применить.
Смена типа конечного элемента
> Не закрывая окно Добавить
элемент, выведите на экран номера
узлов с помощью Флагов рисова-
ния (кнопка 1£® на панели инстру-
ментов).
> В окне Добавить элемент пе-
рейдите на первую закладку Доба-
вить стержень и попарно соедини-
те стержнями пары узлов № 5 и 46,
6и 47,46 и47.
> Перейдите на пятую закладку
Разбить на N равных частей, вве-
дите значение N = 2 и нажмите
Применить.
Снова перейдите на первую за-
кладку и соедините попарно уз-
лы 3—51, 51—48,4—50, 50—49,
3—52 и 4—52.
Г—..Ч	--«	- ---“
I Список назначенных типов Отметить
Выбор нового типа КЗ
: 1	- г.
3
Т ип 1 • КЗ плоской Фермы
Т ип 201 - Физ. нелин. стержень
Тип 2 • КЗ плоской рамы
j Тип 202 - физ. нелин. стержень
ТипЗ - КЗ балочного ростверка
3’
1
Пип 4> КЗ пространственной Фермы
Т ип 204 - Физ. нелин стержень
Тип 5 • КЗ пространственной рамы
Т ип 10 - универсальный пространств
Т ип 210 - Физически нелинейный уни
Тип 309  универсальный пространст
Тип 310 - геометрически нелинейный
: Тип 410 * универсальный пространст— |
Тип 53 - законтурный 2-х узловой КЗ
Тип 55 - КЗ, моделирующий упругую с
Тип 60 - двухузловой КЗ многослойна
Tljn . fl Cl  V* >4	k-q
1
i


*• Не закрывая окно Добавить
Рис. 3.7. Смена типа конечного элемента
элемент, с помощью Флагов рисо-
вания уберите вывод номеров узлов и выведите на экран номера элементов.
> Выделите элементы № 83 и 84 и разбейте их Пропорционально N в cooi
ношении 2/3. Для этого введите значение N = 0,66.
Добавьте элементы между парами узлов № 46—53, и 47—54.
>	Для перемещения узла № 53 выделите его и запустите команду Перемещу
ние объектов (кнопку £ на панели инструментов).
>	В окне Перемещение объектов укажите:
•	бХ = -1,4м;
•	dZ = 0,7M.
>	Нажмите Применить ЙИ.
>	Снимите выделения с узла № 53 и выделите узел № 54.
>	В том же окне введите:
•	бХ=1,4м;
•	dZ = 0,7M.
>	Нажмите Применить Яй и снимите выделения с узла № 54.
Выделите все элементы связей по колоннам, откройте окно Смена типа КЭ
через меню Схема — Корректировка — Смена типа конечного элемента
(кнопку йУ на панели инструментов) и задайте им 4 тип КЭ — КЭ про-
странственной фермы (рис. 3.7). Для стержней, не воспринимающих из-
гибающие моменты, целесообразно использовать конечный элемент Тип 4
(КЭ пространственной фермы), который имеет три степени свободы [5].
>	Упакуйте схему (кнопка Я1 на панели инструментов).	•
Задание жесткостных характеристик
>	В окно Жесткости элементов (кнопка О на панели инструментов) с помо-
щью кнопки Добавить вызовите Базу типовых сечений (рис. 3.8).
>	Из Базы типовых сечений выберите тип сечения Двутавр.
Жесткости элементов
г Назначение элементам схемы	,
| текущий тип жесткости	i
|рП? 4. Два уголка 75 х 75 х 6 j
Отметить j Назначить | Отменить 11
,- Список типов жесткостей —г~~-----s
j I g 1. Двутавр 35Б1	I
1 X f 2. Составной двутавр
|	..- 450x 16, пояс	id
-	1350 x10, стенка
Т ( 3. Составной двутавр
-	400x12, пояс	I
.. -	400 х 8, стенка	j
1ГI 4. Два уголка 75 х 75 х 6
j
I I	j
 i гт-------	w -;‘	'
11 Установить как текущим тип ] !
Изменить >> I
Удалить j
11
1
1
Н I |ж, I "
База металлических сечений ;
Двутавр Составной
двутавр
Коробка из Раздвин...
швеллеров двутавры
Уголок Крестовые
паралле... уголки
Крестовые Два уголка
уголки
j Просмотр»
’ Копирование
I '  - .-jjf-i птпТ-Ч"^"""-^1нМ‘\1ГГ1Г1Г1гГ1
Двутавр со Труба
швеллером
Уголок
Швеллер с
двутавром
Два
швеллера
[
Швеллер
Коробка из
двутавров
Рис. 3.8. Диалоговое окно Жесткости элементов
У В окне Стальное сечение (рис. 3.9) задайте параметры сечения Двутавр:
в списке сортаментов выберите сортамент — Двутавр с параллельными гранями
полок типа Б (балочный). Сокращенный сортамент;
в списке — Профиль — 35Б1.
У Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
У Выберите тип сечения Составной двутавр.
У В окне Стальное сечение задайте параметры сечения для пояса Лист
450x16, предварительно выбрав файл сортамента Прокат листовой горячека-
таный толщиной 2,5...25 мм. Сокращенный сортамент (рис. 3.10).
Стальное сечение
Состав J Жёсткость
Сортамент  ; :	_______
|ымигранями полок: тта Б(балочный) Сокращенный сортамент
il^M । чу^м-**^М1йи1111ДМе1*М|НМММь1 itrjffMh
I 1. Двутавр 3561
; Файл сортамента C^srt) ;
|dvb_s"srt 3
?
Профйль. .
> Описание
[ Сведения о профилях в файле =..	.1
:.i Аннотация: Двутавр с параллельными гранями ?
L полок типа Б(балочный)	I
| Профили соответствуют нормам: ГОСТ 26020 - 83 j
' Сортировка профилей по возрастанию д : |
Г параметра: площадь сечения брутто
[ Количество профилей в файле: 37	ч |
4
j
'' Поворот |; Сечение.,, |	>> | Жоьментарий;
. Wtfin~i fl й	m  ।	л iWh! 111  M Ijif-h 11 ИДЙ1 м	HI t i I м I fyita i  I ftiffffrt 
OK :: I Отмена I . Справка
Рис. 3.9. Стальное сечение
Стальное сечение
? файл сортамента fisrl)
I1JST2-25 S.SRT/И
5
Профиль =1450 х 1б|
Состав | Жесткость |
Сортамент
	---------------I..,.,,—г,,,	.
|й горячекатаный толщиной 2.5...25 мм. Сокращенный сортамент уj
Поворот
Стыковка »
Сечение...
Комментарий:
Справка
Отмена
3-Х 2. Составной двутавр
450 х 16j пояс
t ЧЧЛ V 1 П ГТАММ-Я

Описание
:: Сведения о профилях в файле
Аннотация; Прокат листовой = горячекатаный
толщиной 2.5. ..25 мм
Профили соответствуют нормам: ГОСТ 19903 > 74
*.?
Сортировка профилей по возрастанию
параметра: Уд. масса
Количество профилей в файле: 234
Рис. 3.10. Стальное сечение
у Для стенки из списка профилей сортамента Прокат листовой горячеката-
ный толщиной 2,5...25 мм. Сокращенный сортамент выбираем Лист 1350x10.
ъ Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК
>	Добавьте в сортамент два листовых профиля 400x8 и 400x12 (если они не
были добавлены ранее, см. главу 2).
>	Повторно выберите тип сечения Составной двутавр.
>	В окне Стальное сечение задайте параметры сечения для пояса Лист
400x8, предварительно выбрав файл сортамента Прокат листовой горячеката-
ный толщиной 2Д..25 мм. Сокращенный сортамент.
>	Для стенки из списка профилей сортамента Прокат листовой горячеката-
ный толщиной 2Д..25 мм. Сокращенный сортамент выбираем Лист 400x8.
>	Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
>	Из Базы типовых сечений выберите тип сечения Два уголка.
>	В окне Стальное сечение в списке сортаментов выберите сортамент - Уго-
лок равнополочный. Сокращенный сортамент:
в списке — Профиль — 75x75x6.
>	Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
Назначение жесткостей
>	В списке типов жесткостей выделите тип жесткости 1. Двутавр 35К1 и на-
жмите Установить как текущий тип.
|Й
>	С помощью полифильтра (кнопка Ш на панели инструментов) выделите все
элементы, параллельные оси OY, и назначьте им текущий тип жесткости.
>	Всем элементам, параллельным оси ОХ, назначьте тип жесткости 2. Состав-
ной двутавр (Составная балка).
>	Аналогично всем элементам, параллельным оси OZ, назначьте тип 3. Со-
ставной двутавр (Колонна).
>	Выберите конечные элементы, моделирующие связи по колоннам, и назначь-
те им тип 4. Два уголка 75x75x6.
Задание нагрузок
> Через меню Нагрузки => Добавить собственный вес добавьте на все элей
менты схемы нагрузку от собственного
веса с коэффициентом надежности уп =
1.05 (рис. 3.11).
> С помощью полифильтра (кнопка В
на панели инструментов) выделите все
элементы, параллельные оси OY (второ-
степенные балки).
Добавить собственный вес IXJ
СобсТЙённый вес назначить на:
все э лементы	?
/Й-С7 выделенные элементы < ; J
г КозФф надежности по нагрузке
S
Ss
f 
> В окне Задание нагрузок (Нагрузки
=> Нагрузка на узлы и элементы) (рис.
3.12) перейдите на третью закладку
грузки на стержни.
На-
е
|рТип нагрузки
! .
Задание нагрузок
f
г t вкушая нагрузка--
i
ППг Р®3-086 т/м - Равномерно ра
iiwipn
D
Рис. 3.11. Добавить собствен
ный вес
:Ы
7.
'i
' "A
*•?
.-.3
р Нагрузки на стержни
г Система коодинат-
<• Глобальная
Н Направление ~
Местная
> В этом окне активируйте закладку На-
грузки на стержни.
Оставьте по- умолчанию включенным^ I
радио - кнопку системы координат ГлоИ
бальная и направление — вдоль оси Z.
> Щелчком по кнопке равномерно рас-
пределенной нагрузки перейдите к окну!
Параметры.
> В этом окне задайте интенсивность!
постоянной нагрузки р = 3.086тс/м (рис.!
3.13). Все остальные параметры оставьте
по- умолчанию.
Щелкните по кнопке О
дить.
— Подтвер-


9
Рис. 3.12 Задание нагрузок
Параметры
I Р J3.086 т/м
Г Исключить жест.вставки
Г* Проективная
Рис. 3.13. Параметры
Генерация таблицы РСУ
Для учета возможности унификации элементов балочной клетки и ко-
лонн необходимо создать таблицу расчетных сочетаний усилий (см.
главу 1).
В данном примере рассматривается создание таблицы РСУ, состоя-
щей только из одного загружения. Поэтому, если не выполнять после-
дующую унификацию в программе ЛИР-СТК, создание такой таблицы
РСУ не обязательно.
Расчетные сочетания усилий
WfW|>

Строительные нормы
СНиП 2.01.07-85
Номер загружения
По умолчанию!
Название загружения
Вид загружения : <
Загружение 1
i——-----
/ЗДпШгн-мгй i tti it fJrt mimwn ГП'Ш
j Постоянное
N группы объединяемых	]g*r   *
временных загружений	’
У читывать знакопеременность Г
N группы взаимоисключа-
ющих загружений
NN сопутствующих	гг—
загружений-	Р
 < Коз ФФициент надежности
1ЙР»Р|1|*1111Г11П1Т#'
ДОЛЯДЛИТВЛЬНОСТИ RJ1.00
•j- Ограничения для кранов й тормозов —j
л 3. '"Кран
Тррмв;
Сводная таблица для вычисления РСУ:
N назв. П араметры РСУ
rrrrfittfafrf
(0)	ZJ
- Коэффициенты для РСУ ~
J, TiTTfГ 1-^1 ЙГl ЙЫ—H*wr '
N за-
груже- новное
ния сочета-
ние
|Тоо ™
n4fff*TfJiTff

♦
NN столбцов козФФ.РСУ
1 -ё ос-
Осо-
2-е ос
новное бое
сочета-
ние
yjffHiH .HriWiTWnatf
сочета
ние


TTTffrfgMfc
йййййвди:

Коэффициенты РСУ
1 Загружение 1 <0 0 0 0 0 0 0 1.101,00 > < 1.00:
z-^v.-^r . —zzy.<wvzzs, z-y: • • :.?y^»£c'y3~'c'.\~vz-v$o""4X:*:%;x *	* •
wifC.i
:<к
Рис. 3.14. Диалоговое окно Расчетные сочетания усилий
> Вызовите окно Расчетные сочетания усилий с помощью пункта меню На-
грузки >Ф РСУ (ф Генерация таблицы РСУ (рис. 3.14).
> В этом окне задайте следующие данные:
• выберите строительные нормы: СНиП 2.01.07-85 (или ДБН В.1.2-2-2006);
для Загружения 1 выберите в списке Вид загружения — Постоянное (0) и щелк-
ните по кнопке Применить — Is
а (в строке Номер загружения номер автома-
тически установился на 2).
Закройте диалоговое окно щелчком по кнопке Подтвердить
Задание расчетных сечений главных балок
Выделите на схеме все элементы, параллельные оси OY.
на панели инстру-
у С помощью меню Схема => Расчетные се-
чения стержней (кнопка
ментов) вызовите диалоговое окно Расчетные
сечения (рис. 3.15).
> В появившемся диалоговом окне задайте
количество расчетных сечений N = 5 (чтобы вы-
полнить конструирование изгибаемого элемента,
требуется вычислить усилия в трех или более
сечениях).
Статический расчет
Запустите задачу на расчет с помощью меню
(кнопка 1а=а на панели инструментов).
Расчетные сечения I*.
г Кол-во сечений
Рис. 3.15. Расчетные сечения
Режим Выполнить расчет
3.4. Подбор или проверки сечений конструктивных элементов
Экспорт данных о расчетной схеме в конструирующую систему
ЛИР-СТК
>	После расчета задачи перейдите в режим результатов расчета (кнопка £
на панели инструментов).
>	Экспорт расчетной схемы выполняется через меню Окно Ф ЛИР-СТК (кнопка
на панели инструментов).
Задание дополнительных характеристик для элементов второсте-
пенных балок
>	Откройте список жесткостей (кнопка S на панели инструментов).
>	В открывшемся окне Жесткости элементов в списке типов жесткостей вы-
делите строку 1. Двутавр 35Б1 и щелкните по кнопке Изменить.
>	В окне Стальное сечение (рис. 3.16) в раскрывающемся списке Сталь за-
дайте марку С255.
Стальное сечение
3
Состав J Дополнительные характеристики | Ограничения подбора ]
Сортамент,	" Файл сортамента f.srt)
[ыми гранями полок типа Б(балочный). Сокращенный Сортамент
I 1. Двутавр 3^1
Профиль |35Б1

Сталь |С255
Описание —............
Сведения о профилях в файле
Аннотация: Двутавр с параллельными гранями
полок типа Б(балочный) ::
Профили соответствуют нормам: ГОСТ 26020 - 83
Сортировка профилей по возрастанию
, параметра: площадь сечения брутто	'
; Количество профилей в файле: 37
I	Сведения о сталях в файле .
I Аннотация: Классы сталей
; Стали соответствуют нормам: ГОСТ 27772 - 88
Сечение... I С
Ж*—II JI—-1 . 4Н—й
Поворот
miftfMTMilTtfff«i^ni4imffilTrri | wirri


И пользовать запрещенные сочетания профиль-сталь
Комментарий: jl	Цвет: . |

W
ок ;
Отмена
Справка
Рис. 3.16. Стальное сечение
> После этого щелкните по закладке Дополнительные характеристики и
тивизируйте радио - кнопку Балка.
> В диалоговом меню Стальные сечения задайте следующие характеристики^
• задайте значение Lef = 0, поскольку согласно п 5.16,а СНиП 11-23-81* * не требу?
ется проверка общей устойчивости, так как балки раскреплены по всей длине?
настилом;	$
• задайте параметр для расчета по максимально допустимому прогибу - 200;
задайте коэффициент работы по прочности гс— 1,1 в соответствии с табл. 6
СНиП 11-23-81*;
• укажите, что расчет производится с учетом пластичности.
Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.
Задание дополнительных характеристик для элементов главной
балки
у В окне в списке типов жесткостей выделите строку 2. Составной двутавр.
>	Щелкните по кнопке Изменить и перейдите в диалоговом окне Стальное
сечение.
>	В раскрывающемся списке Сталь задайте марку стали как у пояса.
>	Далее одиночным нажатием активируйте строку 450x16, пояс и в раскры-
вающемся списке — Сталь задайте марку стали — С255.
>	Далее активируйте строку 1350x8, стенка и задайте марку стали - С255.
>	Перейдите на вторую закладку Дополнительные характеристики и активи-
зируйте радио- кнопку Балка.
>	Диалоговое меню Стальные сечения примет вид, представленный на рис.
3.17, в котором задайте следующие характеристики:
•	для расчета общей устойчивости задайте значение Let = 1 м, поскольку глав-
ная балка из плоскости раскреплена балками настила с шагом 1 м;
•	задайте коэффициент работы по прочности гс= 1,1 в соответствии с табл. 6
СНиП 11-23-81*;
•	для расчета общей устойчивости задайте раскрепление сжатого пояса, уста-
новив флажок более, делят пролет на равные части;
•	задайте параметр для расчета по максимально допустимому прогибу — 250.
> В окне Состав сечения щёлкните мышкой на строку 450x16, пояс и устано-
вите флажок напротив пункта Ребра жесткости, в поле ввода задайте 1 м.
> Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.
Стальное сечение
Состав Дополнительные характеристики Ограничения подбора |
.	TOaiWKiiim-пfiii(iii'iвитi
Состав сечения
В-1 2, Составной двутавр
г- - 450x16, пояс
— 1350х10, стенка
г Коз ФФициенты условий работы т Коэ ФФициенг т
{ по устойчивости по прочности:' надежности !
0.95
' ।.Ребра жесткости - J.—
j р": ста$Й1 ь ребра через- ? р
 г Расчет производится 
j <• в пределах упругости
. 14м* с учетом пластичности	"'
рРасчет по прогибу-—..
I Длина пролета L ^ Ае
d • Максимально '  V - . |2эд
) допустимый прогиб dfC
i-
консоль
gtrillUHi
И згибаемые элементы
Г" вызывающая чистый изгиб
. . Тип элемента
Г* < Ферменный Колонна & Балка
j— Данные для расчета на Ьбщую. устойчивость
j Г консоль Г балка с 1 осью симметрии
; р Раскрепление сжатого пояса-
j ’ Г без закреплений •.. [Г
г- -=:-	 Leri
ill одно в середине *
! |Р более, делят пролет йа равные части
! г Нагрузка—:
использовать коэффициент к длине
конструктивного элемента
и

ок
1
Отмена
Рис. 3.17. Задание дополнительных характеристик для балок
и. •   i н i~ iib
Задание дополнительных характеристик для элементов колонн
> В списке типов жесткостей выделите строку 3. Составной двутавр и щелк-
ните по кнопке Изменить.
> В раскрывающемся списке - Сталь задайте марку стали как у пояса. ?
> Далее одиночным нажатием активируйте строку 400x12, пояс и в раскры-
вающемся списке — Сталь задайте марку стали — С255.
> Далее активируйте строку 400x8, стенка и задайте марку стали — С255.
> После этого щелкните по закладке Дополнительные характеристики (рис.
3.18)	и активизируйте радио- кнопку Колонна.
> Затем задайте следующие характеристики:
•	расчетную длину относительно оси Z1 = 7,15 м;
•	расчетную длину относительно оси Y1 = 7,15 м;
•	коэффициент работы по прочности гс= 1,0, согласно табл. 6 СНиП 11-23-81*;
•	расчетная длина для расчета фь - 0, так как колонна центрально-сжатая (по-
яснения см. в главе 1).
Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.
Стальное сечение
Состав J
Состав сечения
Дополнительные характеристики | □ граничения подбора |
у-мттт----Г |..г ,.|| , irTHra-nf
: S ТГ 3. Составной двутавр
- 400x12; пояс
..- 400 х 8, стенка
г Коэффициенты условий работы уКоэффициент:
г по устойчивости по прочности । надежности (
| по устойчивости по прочности |
i (Г“—“ - IT
 Г'	:Тип элемента .
? Г* Ф ерменный	Колонна С Балка
Действие осевой силы с изгибом
-Расчетные длины————-——
j относительно оси Z1 . относительно оси Y1 =.. I
1 IZ15 ~ К:
7.15
и
г Предельная гибкость колонны ——— ——,
1 на сжатие:	. на растяжение:	I
i Основная колонна . j. -.:	j
J’С Неосновная колонна	I’’	!
i _ .	'
I < Прочая
180-Б0а . ч
•• '  i
Для расчета ФЬ
О и
г- использовать коэффициенты к длине
кснструктивногоэлемента
 : I
4
ОК
UUlijilllliniW.....
Справка
Рис. 3.18. Задание дополнительных характеристик для колонн
Поскольку сечение связей было задано из условия обеспечения требо-
ваний по предельной гибкости, назначение дополнительных характе-
ристик типу жесткости 2 уголка 75x75x6 не выполняем. При необхо-
димости расчета сечения элементов связей необходимо проводить
дополнительные расчеты, которые учитывают либо не учитывают
возможность работы связей на сжатие, а также требуют сбора и
приложения возможных горизонтальных нагрузок, которые и воспри-
нимаются связями.
Назначение конструктивных элементов
.4
Конечные элементы, объединенные в конструктивный, при констру
ровании рассматриваются как единое целое. Между элементами, exi
дящими в конструктивный элемент, не должно быть разрывов, $
должны иметь один тип жесткости, не должны входить в другие
структивные элементы и унифицированные группы, а также имеЦ
общие узлы и лежать на одной прямой.	' 1
Создание конструктивного элемента КОЛОННА
Отметьте все вертикальные элементы.

> Для создания конструктивных элементов выполните пункт меню Редактиш
вать => Создать конструктивные элементы (кнопка
тов).
I	'"1
I на панели инструма
> Согласитесь с предупреждением программы и снимите отметку с оставших|
элементов.	«
я
Создание конструктивного элемента БАЛКА
> С помощью Полифильтра выделите все элементы, параллельные оси Q
(кнопка
на панели инструментов).

> Создайте конструктивный элемент с помощью команды Создать
тивные элементы (кнопка £ на панели инструментов).
KOHCTpjl
Создание унифицированных групп элементов
Унификация конструктивных элементов
> При помощи Полифильтра (рис. 3.19) выделите конструктивные элемент
балки КБ5, КБ6 и КБ7.
> С помощью команды Унифицировать конструктивные элементы (кнопк
И=У на панели задач) создайте новую группу унификации конструктивных зле
ментов № 1 (рис. 3.20).
> При помощи Полифильтра выделите конструктивные элементы колонн КК1
КК2, ККЗ и КК4.
. Создайте для них еще одну группу унификации конструктивных элементов
№2.
Рис. 3.19. Фильтр для элементов
Рис. 3.20. Унификация конструктивных
элементов
Рис. 3.21. Унификация конечных элементов
Унификация конечных элементов
> С помощью Полифильтра выделите все элементы, параллельные оси OY, и
при помощи команды Унифицировать элементы (кнопка b=J на панели задач)
создайте новую группу унификации элементов № 1 (рис. 3.21):
• тип унификации: Все сечения между собой.
> Выделите все элементы колонн Ns 63 и 64 и создайте для них еще одну груп-
пу унификации элементов № 2.
Задание раскрепления
для расчета прогибов
> При помощи Полифильт-
ра выделите конструктивные
элементы балок КБ5, КБ6 и
КБ7.
> Откройте окно Раскрепле-
ния стержней (рис. 3.22), ис-
пользуя команду Раскрепле-
ния для прогибов (кнопка 1=Ш
Рис. 3.22. Раскрепления стержней
на панели задач).
> Задайте им раскрепления в направлении оси Z1, выбрав в списке типов р
креплений пункт На концах конструктивного или конечного элемента, а так
снимите флажок с направления Y1 (прогибы в горизонтальном направление
данном примере не проверяем, поскольку отсутствует горизонтальная нагрузка
> При помощи Полифильтра выделите все элементы, параллельные оси О)
> Задайте также им раскрепления в направлении оси Z1, как показано на pi
3.22.
Проверка назначенных сечений
> Для выполнения проверки назначенных сечений нажмите Расчет (кнопка
на панели инструментов) (рис. 3.23). При необходимости можно также выполни
и подбор сечений.
Расчетл
Расчет стержней —------——
?
। 1** проверка	- [
' Г  :Г подбор сечений	i
j ;  .	I
j <• по РСУ (расчетным сочетаниям усилий) ; I
i а	|
i f	(расчетным г з чет-знмям г-5 грузсю |
j С по усилиям (от отдельных загружений) .
-------. _______________—...
Г” только выдглений
Рис. 3.23. Диалоговое окно Расчет
> В появившемся диалоговом окне снимите флажок с кнопки подбор сечеж
и активируйте радио - кнопку по РСУ (расчетным сочетаниям усилий).
> Нажмите кнопку Расчет.
Отображение результатов проверки назначенных сечений
>	Отображение мозаики результатов проверки назначенных сечений стержней
по группам проверки первых и вторых предельных состояний, а также по местной
устойчивости.
>	Выбираем пункт меню Результаты Мозаики Проверка 1ПС (либо по-
следовательное нажатие кнопок
>	В результате выполненных операций получим схему, как на рис. 3.24.
на панели инструментов).
Рис. 3.24. Мозаика проверки назначенных сечении
по первому предельному состоянию
>
>	Мозаика результатов проверки назначенных сечений стержней по второму
предельному состоянию выводится на экран с помощью пункта меню Результа-
ты => Мозаики => Проверка 2ПС (рис. 3.25).
>
>	По аналогии отобразим на экран мозаику результатов проверки назначенных
сечений стержней по местной устойчивости (рис. 3.26).
2-е предельное состояние. Проверка. Расчет жо РСУ.
265	34.7	4X5	51.1	59.3	675	75.7
Рис. 3.25. Мозаика проверки назначенных сечений
по второму предельному состоянию
51.4	58.48	655 7	7X65	79.73	86.82	93.9

Рис. 3.26. Мозаика проверки назначенных сечений
по местной устойчивости
3.5. Расчет и конструирование узла сопряжения балок
расчет простого узла
Простым называется узел, в котором стыкуются только два эле-
мента. В этом узле возможен подбор и проверка всех элементов узла,
а также возможно просмотреть проценты использования рассчиты-
ваемых параметров.
Сложным (составным) называется узел, в котором стыкуются бо-
лее двух элементов (стержней) и который состоит из набора простых
узлов.
>	Выведите на схему нумерацию узлов и элементов.
>
>	Для создания и расчета узла выполните пункт меню Результаты Рассчи-
тать узел.
>
>	В диалоговом окне Выбор типа узла (рис. 3.27) указываете пункт Соедине-
ния балок Сопряжение балок ^Сечение балок двутавровое и двойным
щелчком выбираете узел сопряжения балок Пластинка уголок.
выбор типа узла
ВШарнирные
Сечение колонны двутавровое
- Сечение колонныдвугаеровсе
Соединения балок
Й ^“3 Стыки балок
.§ Сечение балок двутавровое
Й £3 Сопряжение балок
Сечение белок двутавровое
Й- £3 Соединение колонн
: В Стык колонн
Сечение колонн двутавровое
Е! £3 Базы колон
=ь!
Две пластинки
Уголок ребро
Пластинка уголок
Уголок уголок
н
 Сечение колонны двутавровое
Сечение колонны коробчатое
 В €3 Жесткие
► Сечение колонны двутавровое
Сечение колонны коробчатое
Й Q Связи
ф* Сечение связи угожсвое

□К
Отмена
Рис. 3.27. Диалоговое окно Выбор типа узла
> Двойным щелчком по эскизу узла вызовите диалоговое окно Назначение
элементов узла (рис. 3.28), в диалоговом окне введите следующие параметры:
Балка 1 № = 30;
Балка 2 № = 56;
Включите радио - кнопку Использовать заданное поперечное сечение.
Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> Далее откроется локальный режим подбора и проверки сварных швов и со-
единительных элементов узла.	J
В локальном режиме задаем дополнительные характеристики составных;
элементов узла.	j
> Нажатием по кнопке Характеристики (кнопка
диалоговое окно Общее (рис. 3.29).
на панели задач) откройте'
Назначение элементов узла
Общее;

Сопоставить сходящимся в узле элементам
элементы метели конструкции
Схема расположения
элементов
Указать —
| Балка! N*=
Be ami
।
БалкаЗНЧ 1^
Использовать заданное поперечное сечение .
Использовать подобранное поперечное сечение
Отмена
ОК
Рис. 3.28. Диалоговое окно
Назначение элементов узла
Узел 39
1
: Условия работы
Основные г-нты узла
Материалы —
Класс бетона
Швы
Болты
Пластины
Отрезки прокатных профилей
Наименование узла
г Коэффициенты---
Надежности по назначению
ОК
Рис. 3.29. Диалоговое окно Общее
£
j
Отмен-
Наименован® группы элементов узла^~—
Выбрать свойства группы,.
1

В диалоге Коэффициенты задайте коэффициент условий работы Yc= 1,1
В диалоге Наименование группы элементов узла укажите строку Швы.
> Далее щелчком по кнопке Выбрать свойства группы... откройте диалого-
вое окно Свойства: сварной шов (рис. 3.30).
Свойства: сварной шов
Общее
Вид сварки: I Полуавтоматическая при d < 1.4 мм или порошковой проволокой
Положение сварного шва:	j В ертикальное
Коэффициенты исловий работы ----
Соединения: Ус= р
Коэффициенты свариваемости шва
Сваро**ые материалы
-1 Электрод |
. у] Марка проволоки: [j
Нормативные и расчётные сопротивления, МПа -------
Разрешить редактировать	Rwun =
Ш|щЖя
ок
trir"OWtWII|l I
Отмена
Рис. 3.30. Диалоговое окно Свойства: сварной шов
> В этом диалоговом окне введите следующие параметры:
• вид сварки: Полуавтоматическая при d < 1,4 мм или порошковой прово-
локой;
• положение сварного шва: Вертикальное;
• марка проволоки: Св-08А;
• остальные параметры по- умолчанию.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> В диалоговом окне Наименование группы элементов узла укажите строку
Болты.
> Щелчком по кнопке Выбрать свойства группы... откройте диалоговое окно
Свойства: болты (рис. 3.31).
Свойства: болты
Общее
Класс точности болта
Класс А
/ Класс В или С
)Ггмг?ЫИ
Коэффициент условий работы.
Диаметр, мм:
Чернота отверстия, мм: 
Полная длина болта, мм:
Длина от головки до гайки, мм:
Класс прочности болта: ?
Марка стали4ундаментного болта: | “
Марка стали высокопрочного болта: I .... •
20
4.8

Ангфнь^йалТ:
I
j
0
0
Расчетное сопротивление болта на срез, МПа:
Расчетное сопротивление болта на растяжение, МПа:
Временное сопротивление болта, Н/мм^
Способ натяжения высокопрочного болта:
Способ обработки соединяемых поверхностей:
ОК.
: Отмена
Рис. 3.31. Диалоговое окно Свойства: болты
> В этом окне задаем следующие параметры:
•	коэф, условий работы: ус я 0,9;
•	диаметр = 20 мм;
•	класс прочности болта: 4,8;
•	остальные параметры по - умолчанию.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> В диалоге Наименование группы элементов узла укажите строку Пласт
ны.
> -
> Далее щелчком по кнопке Выбрать свойства группы... откройте диалог
вое окно Свойства пластины (рис. 3.32).
Свойства пластины
р Размеры
i
I Толщина •
I 
1
•| Длина =
мм
мм i
мм Ширина = |275
ОК
щкйшШЬЫШНМ
Отмена
Рис. 3.32. Диалоговое окно Свойства пластины
В этом окне введите следующие параметры:
установите радио - кнопку Класс стали;
задайте класс стали: С255;
остальные параметры по - умолчанию.
Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
Повторным щелчком по кнопке ОК закройте окно Общее.
Откройте диалоговое окно Параметры узла (кнопка
на панели задач).
В этом окне (рис. 3.33) в диалоге Параметры задайте следующие данные:
Количество: Болты = 3;
Количество верт. рядов: Болты = 1;
Катет: Шов Ш1 = 0,8 см;
•	Катет: Шов Ш2 = 0,6 см;
•	Размер В: Пластина 1 = 25 см;
•	Размер Н: Пластина 1 - 25 см;
•	Длина : Уголок = 25 см;
•	остальные параметры по - умолчанию.
f Балка!
Эскиз
Соойстваузла
Элементы узла
L1
ггттн
L3
Редактировать свойства..
Пластина 1
Уголок
Балка2
Шов Ш1
ШовШ2
Болты
Пластина 1
Уголок
14
Параметры
Количество: Болты
3.
Катет: Шов Ш2
10
ДГ
Ко/ычествр терт. рядов; Болтг
Катет: Шов Ш1
Размер L2
Размер L3
Ж
tpoo
0800
0.600
<5
Т олщина Н ; Пластина 1
Размер В: Пластина!
Размер Н: Пласткча 1
Длина: Уголок
0.800
25.000
25.000
2.000
0.000
4.000
Рис 3,33. Диалоговое окно Свойства узла
I

йс_



>	Щелчком по кнопке ОК закройте окно Параметры узла.
В локальном режиме конструирования узла выполните проверку заданных ха^
рактеристик с помощью команды Проверка параметров узла (кнопка L-t-l на
панели задач).
'fl
на панели задач) и просмотри-';
>	Откройте Трассировку расчета (кнопка
те коэффициенты использования несущей способности соединительных элемен^
тов узла. Если какие-либо коэффициенты неудовлетворительные, то можете вы--
полнить подбор, чтобы посмотреть автоматически подбираемые программой!
элементы.
С помощью команды Сохранить сохраните данные об узле.
В появившемся окне Сохранить как задайте имя задачи — Узел 30 — 56.
Закройте локальный режим расчета (Файл Закрыть).
Конструирование составного узла
для создания и расчета составного узла в программе ЛИР-СТК с помощью
Результаты => Составной узел вызовите окно Составные узлы
пункта меню
(рис. 3.34).
Рис. 3.34. Диалоговое окно Составные узлы
>	Щелкните по кнопке Добавить узел. При этом в списке появляется первая
строчка Составной узел I.
>	Далее щелчком по кнопке Добавить... добавляем первый узел.
>
>	В окне Выбор типа узла (рис. 3.35) указываем пункт Соединение балок Ф
Сопряжение балок Ф Сечение балки двутавровое и двойным щелчком выби-
раем узел сопряжения балок Пластина уголок.
>	В окне Назначение элементов узла введите параметры:
•	Балка 1 № = 16,
•	Балка 2 № = 41;
•	включите радио - кнопку Использовать заданное поперечное сечение.
Заданные в диалоговом окне номера 16 и 41 соответствуют номерам КЭ, ко-
торые образуют сопряжение балки с колонной. При этом все РСУ в соответст-
вующих сечениях КЭ будут автоматически переданы в информационные поля
для дальнейшего расчета элементов узла.
> В списке окна Составные узлы появится вторая строка Соединения балок.
Выбор типа узла
г

ОК
Сечение связи уголковое
Сечение балок двутавровое
{> Сечение колонны двутавровое
Соединения балок
£3 Стыки балок
Сечение балок двутавровое
£3 Сопряжение балок
х" Шарнирные
Сечение колонны двутавровое
F -®| Соединение колонн
В Стьж колонн
; ф-Сечение колонн двутавровое
£ Шарнирные
}- Сечение колонны двутавровое
Сечение колонны коробчатое
-ь Жесткие
Сечение ко донны двутавровое
J- Сечение колонны коробчатое
Уголок ребро
Уголок уголок
Пластинка уголок
Рис. 3.35. Выбор типа узла
> Добавляем второй тип узла нажатием на кнопку Добавить...
>	В окне Выбор типа узла указываем пункт Соединение балок Ф Сопряже-
ние балок Ф Сечение балки двутавровое, выбираем примыкание балки к ко-
лонне на пластинке с уголком и в окне Назначение элементов узла вводим
следующие параметры:
•	Балка № = 16;
•	Колонна № = 54;	;
 ч
• включаем радио - кнопку
Использовать заданное
поперечное сечение.
> Дерево в окне Состав-
ные узлы должно выгля-
деть, как показано на рис.
3.36.
> Если каждое из примы-
каний обозначено знаком Ф,
это означает, что все узлы
законструированы правиль-
но.
> Щелчком по кнопке За-
крыть закройте диалоговое
окно Составные узлы и со-
храните схему.
Составные узлы
"ф’ СоставнсйЧ^узел 1 (У зе л^4)
Й-ф Соединения балок
/.I Балка! (16)
.I Балка? (4!)
К-ф Соединения балок
i I Балка1(16)
 I Балка?(54)
Проверить все 1
Подобрать все
Назначить статус.+
Рис. 3.36. Составные узлы
3.6. Расчет базы колонны
Конструирование простого узла
> Выведите на схему нумерацию узлов и элементов.
> Для создания и расчета узла выполните пункт меню Результаты Ф Рассчи-
тать узел.
> В диалоговом окне Выбор типа узла (рис. 3.37) укажите пункт Базы колон
Ф Шарнирные => Сечение колонны двутавровое.
Выбор типа узла
База колонны
Отмена I
База колонны’
1111  11|* *ГЙ| 11111 м и~1 ГДГГГ 711 -   **#**—
Шарнирные
S1 Сечение колонны двутавровое
; В-& Жесткие
Сечение колонны двутавровое
-= Соединения балок
R Стыки балок
Сечение балок двутавровое
r Q) Сопряжение балок
..S* Сечение балок двутавровое
Соединение колонн
База колонны
S’ Сечение колонн двутавровое
R Базы колон
R-v~3 Шарнирные
 S1 Сечение колонны двутавровое
S’ Сечение колонны коробчатое
R-Q| Жесткие
Сечение колонны двутавровое
 S* Сечение колонны коробчатое
=! Связи
S* Сечение связи уголковое
Рис. 3.37. Диалоговое окно Выбор типа узла
> Двойным щелчком по эскизу узла
вызовите диалоговое окно Назначение
элементов узла (рис. 3.38), в диалого-
вом окне введите параметры:
• Колонна Ns = 70;
• Узел № = 4;
• включите радио - кнопку Использо-
вать заданное поперечное сече-
ние.
> Подтвердите ввод щелчком по
кнопке ОК.
> Далее откроется локальный режим
проверки и подбора сварных швов и
соединительных элементов узла.
Рис. 3.38. Диалоговое окно
Назначение элементов узла
В локальном режиме задаем дополнительные характеристики составных эле-
ментов узла.
> Нажатием по кнопке Характеристики (кнопка на панели задач) откройте
диалоговое окно Общее (рис. 3.39).
Рис. 3.39. Диалоговое окно Общее
В диалоге Коэффициенты задайте ко-
эффициент условий работы ус= 1,2.
>	В диалоге Материалы укажите марку
бетона В12.
>	В диалоге Наименование группы
элементов узла укажите строку Пласти-
ны.
>	Далее щелчком по кнопке Выбрать
свойства группы... откройте диалоговое
окно Свойства пластины (рис. 3.40).
Рис. 3.40. Диалоговое окно Свойства пластины
В этом окне введите следующие параметры:
•	установите радио - кнопку Класс стали;
•	задайте класс стали: С255;
остальные параметры по - умолчанию.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> В диалоге Наименование группы элементов узла укажите строку Швы.
> Далее щелчком по кнопке Выбрать свойства группы... откройте диалого-
вое о|»ю Свойства: сварной шов (рис. 3.41).______
Свойства: сварной шов
Общее Г
Вид сварки:
Полуавтоматическая при d < 1.4 мм или порошковой проволокой
Положение сварного шва:
у - .л	i t -. .	-г 
орнзонгальное
Коэффициенты исловий работы
Соединения: 7с - |l
Коэффициенты свариваемости шва
Шва:	1
%Ж= |1
П Разрешить редактировать
Сварочные материалы, **—— -—
Электрод:
\ . Марка проволоки Св-08А
Нормативные и расчётные сопротивления, МПа ~~—*---------
Г” Разрешить редактировать	Rwun= ИИ) '

□К
Отмена
Рис. 3.41. Диалоговое окно Свойства: сварной шов
> В этом диалоговом окне введите следующие параметры:
•	вид сварки: Полуавтоматическая при d < 1,4 мм или порошковой прово-
локой;
•	положение сварного шва: Горизонтальное;
•	марка проволоки: Св-08А;
•	остальные параметры по- умолчанию.
>	Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
>	В диалоге Наименование группы элементов узла укажите строку Болты.
>	Щелчком по кнопке Выбрать свойства группы... откройте диалоговое окне
Свойства: болты (рис. 3.42).
Свойства: болты
Общее
Класс точности болта
Класс-fl или С
Коэффициент условий работы
Диаметр, мм:
Нернота отверстия, мм:
П о лная длина болта, мм:
I* fftffffrffi । ffffffffffiTtTfiTfjyyq,
*<**<+*
Длина от головки до гайки, мм:
Класс прочности болта:
Анкерный болт I М<3₽ка ста^ Зувдаментного болта:
 Марка стали высокопрочного болта:
Ввюсгапрсчныи : I
ВСтЗкп2
^*матгсп1шинян1.»н ' ¥н
Расчетное сопротивление болта на срез^.МП а:
Расчетное сопротивление болта на растяжение, МПа:
Временное сопротивление болта, Н/ммл2:
Способ натяжения высокопрочного болта |
Способ обработки соединяемых поверхностей:
иныАгг
ОК
Отмена
Рис. 3.42. Диалоговое окно Свойства: болты
> При данной конструкции базы колонны диаметр анкерных болтов назначаем
конструктивно d = 12 мм, все остальные значения оставляем по - умолчанию.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> Повторным щелчком по кнопке ОК закройте окно Общее.
Откройте диалоговое окно Параметры узла (кнопка
на панели задач).
1
О

irfffffffffffffttffffl


> В этом окне (рис. 3.43) в диалоге Параметры задайте следующие данные:
•	Толщина tpl: Плита = 2.8 см;
•	Длина Н : Плита = 50 см;
•	Ширина В: Плита = 50 см;
•	Длина: Траверса = 50 см.
> Остальные параметры по - умолчанию.
Свойства узла	£с|
Рис. 3.43. Диалоговое окно Свойства пластины
> Щелчком по кнопке ОК закройте окно Параметры узла.
Сохранение информации об узле
> В локальном режиме конструирования узла выполните проверку заданных
характеристик с помощью команды Проверка параметров узла (кнопка Ь-d на
панели задач).
> Откройте Трассировку расчета (кнопка — на панели задач) и просмотрите
проценты использования несущей способности соединительных элементов узла.
Если какие-либо коэффициенты неудовлетворительны, предусмотрена возмож-
ность выполнения подбора элементов узла и соединений.
> С помощью команды Сохранить сохраните данные об узле.
> В появившемся окне Сохранить как... задайте имя задачи - Узел 4-70.
Закройте локальный режим расчёта (Файл Ф Закрыть).
3.7. Выполнение чертежей с помощью программы ЛИРА-КМ, ин-
тегрированной в среду AutoCAD
Запускаем программу ЛИРА-КМ: Пуск => Программы => ЛИРА 9.4 Ф
ЛИР-КМ.
Импорт результатов расчета из программы ЛИР-СТК
> Для импорта схемы здания выполните пункт меню КМ ф Импорт и Экспорт
Импортировать файл (кнопка
на панели инструментов).
>	В появившемся окне выберите 6K.hvm и щелкните по кнопке Открыть.
>	В окне Импорт модели ПК ЛИРА (рис. 3.44) в падающем меню Импортиро-
вать выберите строку Схема с проверенными по РСУ сечениями.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
Рис. 3.44. Диалоговое окно Импорт модели ПК ЛИРА
> После завершения импорта схемы с результатами расчета ЛИР-СТК ЛИРА-
КМ предложит создать чертеж плана здания.
> Для этого в Командной строке AutoCAD (рис. 3.45) введите отметку, на
которой будет сгенерирован план здания — 2м. Указываемая отметка
должна лежать в пределах высоты здания.
Подтвердите ввод нажатием клавиши Enter.
	Выполняется регенерация листов.	gfe Команда: Восстановление каптированных видовых экранов.
	Введите отметкд (в ИСК) для создания плана, м <2>:2
Рис. 3.45. Командная строка
План на
отм. 2.000
>	Далее программа попросит ввести глу-
бину разреза. В командной строке введите
— 3 и нажмите Enter.
>	В командную строку введите масштаб
изображения - 1:200 и подтвердите ввод
нажатием Enter.
>	После этого программа перейдет в ре-
жим листа и создаст План на отметке 2.000
(рис. 3.46).
Рис. 3.46. План на отметке 2.000
Построение поперечного и продольного разреза
s-— Чтобы разместить несколько чертежей на листе, необходимо увели-
чить размер листа.
Изменения формата листа и нанесение рамки
>	Выполните пункт меню Файл Ф Диспетчер параметров листов.
>	В окне Диспетчер наборов параметров листов (рис. 3.47) щелчком мышй
укажите Лист1 и нажмите по кнопке Изменить...
Диспетчер наборов параметров листов
Текущий лист:	Лйст1
::' Параметры лйсТа - • - 
Текущий набор: <нет>
*Пист1*
Установить ;
*Лист2*
Создать
Изменить
Импорт

Нет
 Сведения о виделеннсж Наборе параметров. —
Имя устройства
j Плоттер:
Формат печати:
Подключение:
Нет
210,00 х 297,00 мм (Альбомная)
Неприменимо
Лист не будет напечатан, если не выбрать имя
конфигурации плоттера.
Пояснение:
□ Показывать при создании нового листа j Закрыть I
Справка
Рис. 3.47. Диспетчер наборов параметров листов
> В окне Параметры листа (рис. 3.48) найдите выпадающее меню Формат
листа и в списке выберите строку ISO АЗ (420,00x297,00 мм). Остальные данные
— по - умолчанию.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> Закройте окно Диспетчер наборов параметров листов.
Выполните сохранение документа под любым именем, например,
KM_projectdwg.
я?
tw J
Параметры листа - Лист!
Набор параметров листа
Тзбл-ща стилей: Печати
Имя:
<нет>
Принтер/плоттер
Имя:	<!
<.Нет
Плоттер:
Нет
Подключение: Неприменимо
Пояснение: . Лист не будет напечатав если не выбрать имя:
конфигурации плоттера.
jKMxtb
 Ц Показать стили печати
го
ВЭкраны с раскраш:®анивм
Опции печати
Формат листа
| ISO АЗ 020,00 х 297.00 мм)
; Печатаемая область
Что печатать:
л Масштаб печати
писать
Лист
0 Учитывать стили печати
ЕЗ Объекты листа последними
0 Скрывать объекты листа
Масштаб: <1:1
Смещение от начала (начало в печатаемой области) :
: Центрпрсеать ;
мм
! ед.рис.
/Ориентация чертежа
О Книжная
;. О Альбомная
О Перевернуть
Отмена
Ставка
1ИНМИ
1
Рис. 3.48. Параметры листа
> Ограничьте рабочее пространство рамкой, выполнив пункт меню КМ Ф Соз-
дать (кнопка
на панели инструментов).
> В окне Создать (рис. 3.49) укажите строку Рабочие чертежи и таблицы и в
окне Шаблоны укажите двойным щелчком мыши на эскиз Штамп и рамка.

Создать
Категорий:
,,   _ ,   Ц|._.. -  — . ЛТ— l.AZl/AVMWTVT —   -   ЧИ  .    
I Строительные оси
1 Rj Колонны
Q Балки
Q Элементы фермы
Rj Узлы
Rj Конструкции узлов
gj Элементы узла
I Q Отрезки профилей
R| Рабочие чертежи и таблицы
Qj Поперечные сечения стержней
Шаблоны
{
i
i i
j i
f J
Штамп и
рамкад
Вид
выделен...
Схема
элемента
ОК
Штамп и
рамка на...
Чертежи
узла
Специфи...
металле...
Вид или
разрез к...
Ведомость
элементов
Маркиро...
узла
Отмена
Справка
в в

Рис. 3.49. Диалоговое окно Создать
> Далее выполните пункт меню КМ => Чертежи и таблицы Ф Чертеж вида
или разреза (кнопка
на панели инструментов).
> Укажите одинарным щелч-
ком рамку чертежа плана.
> В окне Создать (рис. 3.50)
введите следующие данные:
•	включите радио - кнопку
Разрез;
•	на листе: Лист 1;
•	Масштаб: 1:200;
• Имя: 1—1.
> Подтвердите ввод щелч-
ком по кнопке Создать.
Создание чертежа
Рис. 3.50. Диалоговое окно Создать
> Укажите секущую плоскость и глубину разреза, как показано на рис. 3.51.
> Резиновым окном выделите область листа под чертежом плана, как показано
на рис. 3.52.
План на
Рис. 3.51. Создание секущей плоскости
и глубины поперечного разреза
под чертеж продольного разреза
Задание эксцентриситета осей элементам балочной клетки
> Перейдите в режим Модели объекта и в режиме Вид слева резиновым ок-
ном выделите элементы всех Главных балок.
> Запустите команду Свойства (кнопка на панели инструментов).
> В появившемся окне Свойства: Стержень (рис. 3.53) перейдите на вторую
закладку Ось вставки.
> Введите значение смещения вдоль оси Z: Cz = 691 мм (Cz = 691 мм - поло-
вина высоты балки, эксцентриситет между центральной осью элемента и осью
проектного положения).
> Щелкните на кнопку ОК.
Свойства: Стержень

•| Свойства, Ось вставки Укорочения | Узлы j ;
Координаты
мм
Z
Указать
Начало:
О
Г7150
Конец:
•12000
12000
Положение напопереччом сечений
i-----
7150
12000
5
О
Поворот сечения вокруг оси вставки: 0

; Укорочения балки, мм вначале:0
в конце: 0

МЦЛЛ' , Я ............................... jWJ. I
**ищи
ОК
Д. "V'j1  'I <- 'l-	HIU .и» *l < >'1 'Ф1 И|  ЯФУРДДУ Iiibipll iy । I
Отмена Справка
Применить !
.Ы ЛЛ>. "	. Л.Л ..JVWU^W " Ч.-Л—" —%	"
Рис. 3.53. Окно Свойства: Стержень
> Выделите все балки настила.
> Запустите команду Свойства.
> На второй закладке Ось вставки введите значение Cz= 1209 мм (полная
высота главной балки минус половина высоты балки настила).
> Перейдите на третью закладку Укорочения (рис. 3.54) и введите значения
укорочений В начале L = 225мм и В конце L = 225мм.
> Щелкните на кнопку ОК.
> Перейдите в режим листа.
-       '    -A. .	‘	------—<
. Свойства |l Ось вставки | Укорочения у злы!
..» —	b—   • г * L- -	.
В начале 
В конце
Свойства: Стержень
Отмена
ОК
Применить
3
-	rr 111 itfrt-f TII nffltn fitniHWtffHTii'J
Рис. 3.54. Окно Свойства: Стержень; закладка Укорочения
вокруг Q о/о СЕ
h«0
мм
вокруг QoyQoZ
мм h - О
мм
ь = ш


> В режиме листа выполните ко-
манду Чертеж вида или разреза
О
(кнопка
на панели инструмен-
тов).
>	Щелчком мыши укажите рамку
чертежа плана и нажмите Enter.
>	В окне Создать введите сле-
дующие данные.
•	включите радио- кнопку Разрез;
•	налисте: Лист 1;
•	Масштаб: 1:200;
•	Имя: 2—2.
План на
отм. 2,000
Рис. 3«55. Создание секущей плоскости
и глубины продольного разреза
>	Щелкните по кнопке Создать;
> Укажите секущую плоскость и глубину разреза, как показано на рис. 3.55.
> После этого резиновым окном выделите область листа справа от поперечно-
го разреза, как показано на рис. 3.56.
План на
Рис. 3.56. Выделение области листа под чертеж поперечного разреза
Нанесение высотных отметок
Запустите инструмент Создать (кнопка
на панели инструментов).
> В окне Создать (рис. 3.57) щелчком мыши укажите строку Рабочие чертежи
и таблицы и в окне элементов укажите двойным щелчком мыши на эскиз Вы-
сотная отметка.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
Рис. 3.57. Окно Создать
> Щелчком мыши укажите рамку разреза 2—2 и поочерёдно укажите курсо-
ром на основание колонны, оголовок колонны и верхний пояс главной балки
(рис. 3.58).
г-г
Рис. 3.58. Расстановка высотных отметок
Нанесение размеров
Выполните пункт меню КМ =$> Создать (кнопка О
на панели инструментов).
>	В окне Создать щелчком мыши укажите на строку Рабочие чертежи и таб-
лицы и в окне элементов укажите двойным щелчком мыши на эскиз Горизон-
тальный размер.
>	Щелчком мыши укажите рамку чертежа разреза 1—1 и нажмите Enter.
>	Поочередно укажите габариты размера и глубину выноски (рис. 3.59).
1-1
Рис. 3.59. Нанесение размеров
> Аналогично нанесите все необходимые размеры.
Создание Ведомости элементов
Для создания ведомости элементов предназначен специализированный
редактор. Следует обратить внимание на то, что каждая марка ве-
домости элементов должна принадлежать некоему разделу специфи-
кации металлопроката. Это необходимо для генерации префиксов ма-
рок и последующего включения марок в заданный раздел спецификации.
Первоначально создаются новые разделы.
► Перейдите в режим Модели объекта.
> Средствами AutoCAD выделите все элементы связей по колоннам и запусти-
те команду Свойства (кнопка 1Й-1 на панели инструментов).
> В окне Свойства: Стержень (рис. 3.60) на первой закладке в диалоге Сече-
ние нажмите на кнопку Подробно...
>	В появившемся окне Стальное сечение задайте файл сортамента: Уголок
равнополочный. Сокращенный сортамент, профиль: 75x75x6 и сталь: С255.
Подтвердите ввод два раза подряд щелчком по кнопке ОК
>	Перейдите в режим листа.
>	Запустите команду Ведомость элементов (кнопка Э на панели инстру-
ментов).
В окне Свойства: Ведомость элементов (рис. 3.61) щелкните по кнопке
Новый раздел и в списке выберите строку Колонны.
> Подтвердите ввод щелчком по кнопке ОК.
> Снова нажмите на кнопку Новый раздел и также добавьте Связи по колон-
нам и Балки покрытия.

Свойства: Ведомость элементов
РМарки [ Группы|| Чертежи! :ц; .	/У; .	;	
| Марки по разделам: Список элементов, входящих в марку:
Б (Балки покрытий)
............._„_......._
Имя
Группа ;
Редактирование марок: : |
< t
f
i
J I:
Новый раздел...

♦ СК (Связи по колонна
Новая марка
.. — .... . — •
И ЗМЗНИТЪ
Удалить
Выделение в списке:
Исключить из мзпкн
Выделение на модели:

УШ
Расчетные сочетания усилий (РСУ) ПК ЛИРА
'  Таблица:.—-;—™——_—-•———
Показать
 •	—j
Эскиз:
Усилия 
изменить
Обновить!
Применить-
Автоматически
маркировать
: . Внести в марку
/г’.'хтои - Л     - .-VV-W л . /.//, ь-а
' ( Как образец марки
Исключить из марок
Найти в списке
Выделено элементов: 52
Выделить...
Отмена
Справка

WW  	М11


*t*B**!fi4*W


Рис. 3.61. Диалоговое окно Свойства: Ведомость элементов
>	Далее щелкните по кнопке Выделить. При этом программа автоматически
перейдет в режим Модели.
>	Выделите всю схему и нажмите Enter. При этом на экране вновь появится
диалоговое окно Свойства: Ведомость элементов. Также счетчик выделенных
стержней изменит свое значение с 0 на 52.
> Щелкните по кнопке Автоматически маркировать. При этом все элементы
будут разделены по типам сечения и переместятся в выделенный раздел, а
именно в раздел Балки покрытий.
>	Раскройте список марок щелчком по кнопке «+» напротив раздела Балки по-
крытий.
>	Теперь разнесем марки, сгенерированные в одном разделе, по необходимым
разделам.
>	В этом списке щелчком мыши отметьте строку Б2 и нажмите на кнопку Изме-
нить. ..
>	В открывшемся окне (рис. 3.62) в выпадающем списке выберите строку К
(Колонны).
>	Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.
Рис. 3.62. Окно Свойства марки
> В списке Марки по разделам щелчком мыши отметьте строку Б4 и нажмите
на кнопку Изменить...

> В открывшемся окне в выпадающем списке выберите строку СК (Связи по
колоннам).
> Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.
> Теперь все марки принадлежат соответствующим разделам. Разместим таб-
лицу на листе.
> В диалоговом окне Свойства: Ведомость элементов щелкните сначала по
кнопке Обновить, чтобы подтвердить изменения.
> Далее щелкните по кнопке Показать. При этом программа снова перейдет в
режим листа.
> В появившемся окне Снимок таблицы (рис. 3.63) поочередно нажмите кноп-
ки Выделить все и Выделение на лист.
Свойства: Снимок таблицы




MS Excel.
Редактор.
г
Ведомость элементов
Сечение
Усилие для прикрепл
поз
состав
эскиз
Qy
Му
— тем
Mz
^!ч" Л'ДЩЕЙМ? 1-
Свойства
Название таблицы: [Ведомость элементов |
I...... . 2_____________! I
—1350 х 10
Выделение • на лист!
Точка привязки
Применить
Отмена
Справка
Рис. 3.63. Окно Снимок таблицы
ОК
 bin I*»
; Выделить все
fcO.0016*
0.00411
Аг?-г
Марка





> После того как программа попросит указать точку привязки, укажите правый
верхний угол чертежа. За этим ЛИРА-КМ спросит, удалять ли предыдущий сни-
мок таблицы.
Согласитесь с программой нажатием на клавишу Enter.
>	После программа попросит указать точку вставки. Снова укажите верхний
правый угол чертежа.
>	В результате получим следующую таблицу (рис. 3.64).
Ведомость элементов
Марка	Сечение				Усилие для прикрепления			Группа констр.	Марка металла	Приме- чание
	ЭСКИЗ		поз	состав	N, тс	Му —> ТС'М Mz	Qz —. тс Qv			
Б1	Ci	1 L	1 2	—450 x IS —1350 x 10	±0.00165	0	105		С255 С255	
								, 0.00411	0.27			
Б2	1			—400 x 12 —400 x 8	-123	0	0		Ш LZi 1Л LH ОС	
	ti	i								
						0	2.32			
										
БЗ	]	[		Е5Б1	±2.05	0	9.38		Q55	
						0.00376	0.00118			
Примечание: приведенные усилия для расчета прикрепления являются максимальными
и могут быть уменьшены согласно результатов расчета ПК ЛИРА
Рис. 3.64. Таблица Ведомость элементов
Размещение маркировки на листах согласно Ведомости элементов
>	Запустите команду Ведомость элементов (кнопка Ю1 на панели инстру-
ментов).
>	Перейдите на третью закладку Чертежи (рис. 3.65) и в списке Маркировать
по данной ведомости на чертежах установите флажок напротив пункта Лист 1
— 1—1 и Лист 1 — 2-2.

i. i Марки И Группы] Чертежи |
Сврйртва: Ведомость элементов
Лист! -1-1
ЯиЭТ~2-2'
; И мя листа - И мя чертежа
Д Лист1 - План на отм. 2.000
Т аблйца:
Обновить!
Показать
I
Справка
Применить
Отмена
. ОК
Рис. 3.65. Диалоговое окно Ведомость элементов


М аркироватъ по данной ведомости на чертежах
Галочкой отметьте чертежи, на которых следует маркировать элементы поданной
ведомости
Чертежи, на которых нельзя изменить галочку, связаны с другой ведомостью
элементов. Чтобы маркировать их поданной ведомости, сначала удалите с них
маркировку другой ведомости элементов.
> Подтвердите ввод щелчком по
кнопке ОК.
> При этом на чертеж разрезов 1—1
и 2—2 наносится маркировка всех
элементов (рис. 3.66).
В результате проделанной работы
Лист 1 должен выглядеть, как показа-
но на рис. 3.67.
1-1
Рис. 3.66. Разрез 1—1 с маркировкой
элементов
*
Рис. 3.67. Лист 1
					M fca	IM					
	VMM		dl			<, KM №	t			
	м	1	1 я	-IWlU	Mill!	Й -—	Wf		ей QM	
№	3		I i	—Uli	4И	i I	i ZU		cm on	
	]	[		DM1		i «.1ЖЯ1			cm	
										
Построение чертежей сложных узлов
На данном этапе будет вы-
полнено построение черте-
жей сложных (состоящих из
нескольких) узлов по резуль-
татам расчета ЛИР-СТК. Под
сложным/составным узлом
подразумевается набор про-
стейших узлов из базы узлов
ЛИР-СТК.
> Перейдите в файл чертежа первого
составного узла, выполнив пункт меню
Окно Ф 2. Составной узел l.dwg.
> В режиме трехмерной модели узел
должен выглядеть, как показано на рис.
Рис. 3.68. Составной узел I
> Для построения чертежей этого узла выполните пункт меню КМ Ф Чертежи и
таблицы Ф Чертежи узла.
> В окне Создание видов (рис. 3.69) установите флажки перед видом слева,
спереди и сверху. При этом укажите следующие данные:
• Масштаб —1:10;
Лист - Лист 1.
>	Подтвердите ввод щелчком по кнопке Создать.
>	На листе резиновым окном укажите область вставки чертежей узла.
>	При необходимости можно нанести средствами КМ либо AutoCAD требуемые
размеры и выноски.
Рис. 3.69. Диалоговое окно Создание видов
>	После завершения всех операций лист с чертежом узла должен выглядеть,
как показано на рис. 3.70.
Рис. 3.70. Чертежи составного узла 1
Перенос чертежей узлов в текущий проект
>	Перейдите к чертежу здания, выполнив пункт меню Окно Ф
1.	KMProject.dwg.
> Перейдите в Модель здания и зайдите в Диспетчер слоев AutoCAD.
> Включите отображение слоя Узлы, который по - умолчанию скрыт.
>	После выхода из Диспетчера слоев на всех узлах здания схематически про-
рисуются узлы в виде кубиков.
>	Запустите инструмент Узлы через меню КМ Ф Узлы (кнопка ШЙ на панели
инструментов).
>	В окне Конструкции узлов (рис. 3.71) щелкните по кнопке Добавить и из
появившегося списка выберите строку Из узла ЛИР-СТК.
>	В окне Открыть выберите файл Узел l.jnt и щелкните по кнопке Открыть.
При этом в AutoCAD создастся еще один дополнительный документ, а в окне
Конструкции узлов в списке узлов появится еще одна строка Узел 1
>	Далее щелкните по кнопке Выделить и курсором укажите на модели здания
схематический узел базы колонны, как показано на рис. 3.72.
>	Подтвердите ввод нажатием на клавишу Enter.
>	Снова откроется диалоговое окно Конструкции узлов. В списке узлов выбе-
рите строку Узел 1 и щелкните
по кнопке Назначить выделен-
ным узлам.
>	Закройте диалоговое окно
Конструкции узлов щелчком
по кнопке Закрыть.
>	Прейдите на Лист 3 и уве-
личьте формат листа до разме-
ра А2.
>	Средствами ЛИРА-КМ нане-
сите на лист рамку.
>	Выполните пункт меню КМ
Ф Узлы.
Рис. 3.72. Выделение узла базы колонны
>	В окне Конструкции узлов,
в списке узлов укажите на стро-
ку Узел 1 и щелкните по кнопке Разместить.
>	Укажите точку слева вверху чертежа на небольшом расстоянии от рамки.
>	После указания точки снова откроется диалоговое окно Конструкции узлов,
в котором укажите на строку Составной узел 1.
>	Укажите точку вставки узла сверху посредине недалеко от рамки.
>	В появившемся окне Конструкции узлов укажите строку Узел 1 и щелкните
по кнопке Разместить.
>	После размещения всех узлов списка лист должен выглядеть, как показано
на рис. 3.73.
>	Далее при необходимости средствами AutoCAD или ЛИРА-КМ можно проста-
вить недостающие размеры, выноски и прочее.
Рис. 3.73. Чертежи узлов
> Перейдите на первый лист текущего проекта.
>	Запустите инструмент Узлы (кнопка Iffl на панели инструментов).
>	В окне Конструкции узлов выделите первую строку Составной узел 1 и в
диалоге Обозначение узла на схеме нажмите кнопку Проставить.
>	Щелчком мыши укажите необходимый чертеж и последовательным нажати-
ем в точку примыкания элементов балок и в область выноски проставьте необ-
ходимые обозначения узлов, как показано на рис. 3.74.
Рис. 3.74. Чертеж с проставленными обозначениями узлов
Как уже отмечалось выше, дальнейшее редактирование чертежей стадии
КМ можно производить как с помощью инструментария программы ЛИРА-КМ, так
и средствами AutoCAD.
Литература к главе 3
1.	HinoB О.О. Металев! конструкцп. Балки. Колони: Навч. Поабник для студенте
буд!вельних специальностей. — К.: I3MH, 1997. —232 с.
2.	Стальные конструкции производственных зданий: Справочник / АА Нилов,
В.А. Пермяков, А.Я. Прицкер. — К.: Буд^вельник, 1986. — 272 с.
3.	Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб, для строи-
тельных вузов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред.
В.В. Горева. — М.: Высш, шк., 2001. — 551 с.
4.	Металлические конструкции: Учеб, для студ. высш. учеб, заведений
/ [Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.]; Под ред. Ю.И. Кудишина. —
8-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 688 с.
5.	ЛИРА 9.2. Руководство пользователя. Основы:. Учеб, пособие /Е.Б.Стрелец -
Стрелецкий, Ю.В. Гензерский, М.В. Лазнюк, Д.В. Марченко, В.П Титок /Под
ред. А.С Городецкого — К.: «Факт», 2005. —146 с.
6.	СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981. —96 с.
7.	Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП 11-23-81* Стальные
конструкции) / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. —148 с.
8.	Городецкий А.С., Медведенко Д.В. Подсистема создания чертежей стадии КМ —
ЛИРА-КМ // Металлические конструкции: взгляд в прошлое и будущее: Сб. док-
ладов VIII Украинской научно-технической конференции. — 4.1. — К.: Изд-во
«Сталь», 2004. — С. 175—185.
9.	Медведенко Д. САПР XXI века. Современные требования и практические пути
реализации // Вгсник ОНМУ. 2003, № 10. —С. 13—18.
Глава 4. РАСЧЕТ АРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Общие положения
В данной главе рассмотрены принципы построения расчетных конечно-
элементных моделей простых арочных конструкций из металлических и дере-
вянных конструкций, подбор их сечений, а также некоторые сопутствующие
задачи.
Проектирование деревянных арочных и производных из них ребристых ку-
польных конструкций предусмотрено в заданиях для выполнения курсового про-
екта «Проектирование деревянных конструкций» [1], входящего в программу кур-
са «Конструкции из дерева и пластмасс», который читается в строительных вузах
для студентов специальностей 7.092101 «Промышленное и гражданское строи-
тельство». Примеры использования инструментария САПР при расчете и проек-
тировании поперечной рамы одноэтажного здания из деревянных конструкций
рассмотрены в главе 6.
Курсового проекта по расчету и проектированию металлических арочных
конструкций в вузах, отношение к которым в большей или меньшей степени
имеют авторы, не существует. Студент, прочитав предыдущую строчку, пожалуй,
облегченно вздохнет, однако практика работы в группе сопровождения и внедре-
ния программных комплексов ЛИРА и МОНОМАХ НИИАСС показывает, что по-
добная задача с использованием САПР довольно часто вызывает затруднение у
начинающих практику инженеров. Что касается непосредственно учебного про-
цесса, то расчет арочных конструкций — определение НДС и устойчивости арок
— выполняется на курсах дисциплин «Сопротивления материалов» и «Строи-
тельной механики», а ознакомление с принципами проектирования входит в про-
грамму курса «Металлические конструкции» [2, 3]. Кроме того, с подобной зада-
чей студент может столкнуться при выполнении дипломного проекта. Все это, по
мнению авторов, обосновывает введение в данную главу рассмотрения наряду с
деревянными арками арок стальных.
В данной главе расчет арочных сооружений рассматривается с точки зрения
сведения расчета пространственной системы к расчету плоской задачи, что и
выполняется в большинстве курсовых и дипломных проектов. Между тем необ-
ходимо помнить, что в такой постановке не учитываются некоторые факторы,
например ветер на торцы здания, который необходимо учитывать прежде всего
для высоких арок.
4.2. Особенности задания геометрии конечно-элементных
моделей арок
Конструктивные формы арок, как правило, представляют собою модифика-
цию рамной конструкции, при которой ее продольная ось приближается к кривой
давления, в результате чего резко снижается доля изгибающего момента (а в
некоторых случаях ее удается свести до нуля) в работе конструкции, что, в свою
очередь, приводит к экономии материала.
Конструктивные схемы, расчет и принципы конструирования арочных конст-
рукций приведены в [1-3, 10 и др.]. Вкратце выделим основные положения, кото-
рые необходимы нам для описания вариаций задания исходных данных при по-
строении конечно-элементных моделей.
Преходе всего, как известно, по статической схеме арки могут быть трех ти-
пов: трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные (рис. 4.1). Основные пре-
имущества и недостатки таких систем достаточно описаны в указанной литера-
туре. Наиболее распространенными являются двухшарнирные, а трехшарнир-
ные, наоборот, практически не применяются в настоящее время.
Рис. 4.1. Схемы арок:
а — трехшарнирная, б—двухшарнирная, в — бесшарнирная
Генеральными размерами арки являются пролет / и стрела подъема f, а
также высота сечения арки h. Пролет и стрела подъема обычно определяются
технологическими и архитектурными требованиями. В зависимости от соотноше-
ния стрелы подъема f к пролету / арки разделяют на пологие {f ft < i/io) и
высокие (подъемистые, стрельчатые) (//f > 1/4...1).
Высокие арки — это, как правило, арки сравнительно небольших пролетов
9..,60 м, а пологими арками перекрываются значительные пролеты 70...200 м.
Очертание арок могут принимать различные формы (рис. 4.2), исходя, снова же,
из технологических и архитектурных требований. Так, например, арочные конст-
рукции составного двутаврового сечения с объемно-формованной стенкой [10],
исходя из требований унификации отправочных элементов, пролетом 9 м выпол-
няются стрельчатого очертания, пролетом 12 м — сегментного, пролетом 12 и
18 м — кругового, пролетом 21—30 м — овального.
Рис. 4.2. Некоторые конструктивные схемы и очертания арок:
а— цепная линия, б—стрельчатая (деревянная), в — решетчатые (бывают металличе-
ские и деревянные)
пиши.
г
параболическая (решетчатая с затяжкой)
Для пологих арок наиболее выгодным очертанием является квадратная па-
рабола, которую для упрощения изготовления и монтажа часто заменяют дугой
окружности. В высоких арках параболу заменяют сочетанием дуг окружностей
различных диаметров, а наилучшей кривой считается цепная линия (в литерату-
ре еще встречается как катеноид [2, 3,10]).
> Для построения конечно-элементных моделей арок в ПК ЛИРА удобно ис-
пользовать инструмент Добавить
узел (рис. 4.3), в котором на четвертой
закладке предусмотрена функция до-
бавления узлов (со стержнями, если
соответствующая опция включена) по
формуле — с помощью функции од-
ной переменной.
На рис. 4.3 показан пример вве-
дения исходных данных для по-
строения кривой арки, очерченной
по параболе, которая описывается
уравнением
где /— пролет; f— стрела подъема; х
и у—текущие координаты.
>	Аналогичным образом можно за-
Рис. 4.3. Задание очертания арки по
формуле
дать овальную или стрельчатую арку.
Последнюю, состоящую из нескольких дуг, задают в несколько приемов. Для за-
дания круговой, сегментной, а также стрельчатой арки можно также воспользо-
ваться третьей закладкой инструмента Добавить узел, где задание геометрии
круга выделено в отдельную опцию. При этом важно помнить, что чем большим
количеством КЭ разбита криволинейная арка на многоугольник, тем точнее мы
получим результаты расчета.
>	Задание катеноида производится с помощью функции Цепная линия (рис.
4.4) (пункт меню Схема => Создание => Цепная линия...). При этом необходимо
предварительно добавить два узла — точки опоры, на которые устанавливается
цепная линия, геометрическая форма которой описывается формулой
где / — пролет; f — стрела
подъема; х и у — текущие
координаты;
а = с/?(1)-1« 0,5431.
> После установки арку
необходимо повернуть или
переместить симметрично,
поскольку задание цепной
линии предусмотрено в
ПК ЛИРА стрелкой провеса
вниз.
Цепная линия
0 Указать узлы курсором
j I4 н С Реальная длина
I ।	<•' Провисание в середине пролета
1-^-- ---
61	Количество промежуточных участков
Все участки равной длины
j-Hltniin 1
ж
Рис. 4.4. Задание цепной линии (катеноида)
> Задание геометрии ре-
шетчатых арок происходит в
несколько этапов. Если арка состоит из прямолинейных отправочных элементов,
то можно, воспользовавшись инструментом Создание плоских ферм (рис. 4.5),
сгенерировать элемент арки, а потом функциями копирования и перемещения с
поворотом сформировать полную модель. При криволинейных очертаниях
сов — последовательно инструментом Добавить узел генерируются верхний и
нижний пояса, а потом функцией Добавить элемент формируется решетка,
достающие элементы могут быть добавлены или по координатам, или по
варительно добавленным узлам. И, наоборот, из сгенерированной обширным
инструментарием ПК ЛИРА схемы требуемый результат достигается удалением
«лишних» узлов и элементов.
Рис. 4.5. Инструментарий генерации плоских ферм
При задании формирования расчетной схемы арки также важно помнить, что
схема симметрична, и потому, задав ее Уг, можно воспользоваться функцией
симметричного копирования.
Предложенные схемы задания геометрии арок являются рекомендуемыми,
однако при решении конкретной задачи они или могут быть неприменимыми, или
же, наоборот, в каком-то случае можно будет найти еще более простой способ.
Поэтому авторы надеются, что изложенный выше материал не будет воспринят
как аксиома. Особенно это касается построения конечно-элементных моделей
решетчатых арочных систем.
4.3.	Определение ветровых и снеговых нагрузок
На арки действуют вертикальные постоянные (собственный вес, вес покры-
тия, вес осветительной аппаратуры, в некоторых случаях вес воздуховодов и
вентиляционного оборудования) и временные нагрузки (снег, ветер, в производ-
ственных зданиях иногда воздействие легких подвесных кранов). В особых слу-
чаях арки рассчитываются на ожидаемую разность смещения опор [10]. Также в
[3] указывается о необходимости учета в арках, особенно пологих с развитым по
высоте сечением, температурных напряжений, которые могут быть определены
конечно-элементным расчетом или приближенно вычислены по формулам, МПа:
— в двухшарнирной арке
у = ±2,36-Д/-Л//;
—	в бесшарнирной арке
•	в пролете у = ±4,72 • Д/  h/f;
•	на опоре у = ±9,44-Дг Л//,
где Д/ —изменение температуры, °C; h/f —отношение высоты сечения арки
к стреле подъема.
При определении значений Л/ используется программа «Температурные
климатические воздействия», входящая в состав Пакета прикладных программ
«Нагрузки и воздействия» [9].
Сбор постоянных и полезных нагрузок наведен во множестве примеров и
поэтому не рассматривается в рамках данной главы. Наибольший интерес, по
нашему мнению, представляет сбор ветровых нагрузок, которые особое значе-
ние имеют при расчетах высоких арок. Также следует уделить внимание снего-
вым нагрузкам, возможная несимметричность которых является весьма опасной
для арочных конструкций. Крановые нагрузки— достаточно большая редкость
для таких конструкций, и в рамках данной главы они не рассматриваются.
В данном пункте будут представлены возможности применения программ
«Ветровые нагрузки» и «Снеговые нагрузки», входящих в состав ППП «Нагрузки
и воздействия», для определения соответствующих нагрузок на арочные конст-
рукции.
Программа «Ветровые нагрузки»
Программа предназначена для определения ветровых нагрузок на здания и
сооружения в соответствии с [7, 8]. Вычисляются нормативные и расчетные зна-
чения средней составляющей ветровой нагрузки с учетом аэродинамического
коэффициента по схемам, представленным в соответствующих таблицах норма-
тивных документов (рис. 4.6). В соответствии с [8] определяются эксплуатацион-
ная и предельная нагрузки.
1£уОпределение ветровмх нагрузок.
Kj7m2
Реэшьтеты
Н -
гяьпгт-lv-sb" : ;
1ДБНВ.1.2-22006__________________I : прегеттсты
Т кт сооружения-  ----------------..-=-.....
З.Зоания сс сведчэтыь+т и близкими к шм по очер
Расчет Отчет Единты измерения
/Строите^**» нормы;... — • Район стрюггельсгва -
. j СНиП 201. D7-85"	>] i Тип местности |в
Г: В - городские территории, лесные Массивы и другие местности, равномерно покрытые
40.00
f
Средняя часть кровли
м
Отчет
Выход
Рассчитать
Поверхность
Шаг
сканровамия
Рис. 4.6. Программа «Ветровые нагрузки»
Нсцйакивиэя нагрузка: -31.36 Кпь?2
Расчетная нагрузка; -4351 Кт-'мЗ
Вытравление ветра
= jzaoo
Задание исходных данных	I
> В поле Район строительства выберите в соответствующих раскрывающих*
ся списках Тип местности, Ветровой район. Для ветрового района программа
автоматически выберет нормативную силу ветра Wo. При необходимости введем
ния нормативной силы ветра, определенной для конкретной местности поре,
зультатам наблюдений, например для горных и малоизученных районов, преду,
смотрено пользовательское введение этого параметра.	, ,
> Выберите в раскрывающемся списке Тип сооружения. Для арок, как прави-
ло, выбираем номер схемы 3. Здания со сводчатыми и близкими к ним по
очертанию покрытиями.
> Задайте направление ветра щелчком по кнопке
метричных арок не имеет значения).
либо. ^inrrirrif^iffim I
и (для сим*
> Задайте геометрические характеристики сооружения.
> В поле Поверхность в раскрывающемся списке выберите поверхность вет-
ровой нагрузки, значения нагрузок для которых будут помещены в Отчет. Для
арочных конструкций нас интересуют: Левый и Правый скат кровли, а также
Средняя часть кровли.
> Шаг сканирования для интересующих нас частей конструкции не имеет зна-
чения.
В соответствии с [7] задается коэффициент надежности по нагрузке yz (по -
умолчанию равен 1,4).
> В соответствии с [8] указывается средний период повторяемости предельно-
го расчетного значения Т (в соответствии с [8] допускается принимать равным
значению установленного срока эксплуатации сооружения T«f); коэф, т] — отно-
сительное время, на протяжении которого могут быть нарушены требования 2-го
предельного состояния (в соответствии с [8] для объектов массового строитель-
ства допускается принимать г] = 0,02), а также необходимо выбрать из соответ-
ствующего падающего меню материал каркаса здания.
> Кроме того, в соответствии с [8] для определения коэф, географической вы-
соты Calt необходимо указать высоту размещения объекта над уровнем моря
Н(1 и коэф, рельефа Сге1, учитывающий микрорельеф строительной площадки.
> Нажмите кнопку Рассчитать.
Результаты расчета
ъ результаты вычислений отображаются на экране в правой части диалогового
окна в графическом виде с цифровыми значениями нормативной и расчетной
(эксплуатационной и предельной) ветровых нагрузок.
> Результаты могут быть представлены в виде отчета, в котором содержатся
исходные данные и результаты расчета. Для создания отчета нажмите кнопку
Отчет и сохраните его в виде HTML-файла (рис. 4.7).
Исходные данные
; 3Здания й> смцчтыни и бля»аши к ним « еч*ртзн1К лйчнлиямн
Тмл нкгмкш - <	teo оалышм кдогдеи доиюч
Глдамлй период Фйльшя £i_IJ CW

район - *
«.*50.00 КДе2
н4-о.м о* - ю
Crt*10
Помржимл - Средня» часть кршн
Ы v ocaw<Mwi« = i-Wf и
""f i toac nai; Г~~1Л4.
п* 0.020-. Тя-021
Результаты расчета
Рис. 4.7. Пример отчета, выполняемого программой «Ветровые нагрузки»
Программа «Снеговые нагрузки»
Программа функционально и интерфейсно очень схожа с программой «Вет-
ровые нагрузки» (рис. 4.8), поэтому очень детально разбираться не будет. Ука-
жем лишь на некоторые необходимые для расчета арочных конструкций особен-
ности.В нормативных документах [7, 8] предусмотрено две схемы, соответст-
вующие арочным конструкциям: 2. Здания со сводчатыми и близкими к ним
по очертанию покрытиями и 2*. Покрытия в виде стрельчатых арок. При
этом для схемы 2' в соответствии с [7] в зависимости от углов р и а варианты
приложений снеговых нагрузок могут значительно разниться (рис.4.8). В норма-
тивных документах [8] для стрельчатых арок варианты приложения снеговых на-
грузок для стрельчатых арок несколько другие.
I
Напоследок отметим, что нормы [7, 8] рекомендуют: «в тех случаях, когда
более неблагоприятные условия работы элементов конструкции возникают при
частичном загружений, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой на
половине пролета...», что необходимо выполнять при расчетах арочных конст-
рукций.
4.4.	Расчетная схема арки, определение усилий и их расчетных
сочетаний
После сбора нагрузок и задания геометрии арки в соответствии с планом
работы над расчетной схемой и последовательностью задания исходных данных
(см. главу 2, п. 2.7) выполняем все необходимые процедуры. Чтобы не перегру-
жать пособие одной и той же информацией в каждой главе, укажем, что просмот-
реть, как формируется список жесткостей и назначаются эти жесткостные пара-
метры элементам расчетной схемы для стальных конструкций, можно в главах 2,
3 и 5, а для деревянных конструкций — в главе 6. Назначение граничных условий
в соответствующих узлах расчетной схемы, задание нагрузок в соответствующих
загружениях и формирование таблицы РСУ также в полном объеме можно найти
в главах 5 и 6.
Отметим, что при предварительном назначении сечения стальных арок в
работах [3, 10] рекомендуется принимать при малых пролетах сплошное сечение
высотой 1/50-1/80 пролета, а при пролетах более 60 м — сквозное сечение вы-
сотой 1/30-1/60 пролета. Для деревянных арок в [1] в зависимости от конструк-
тивной схемы значения высоты арок колеблются от 1/20-1/40 до 1/30-1/50 про-
лета. Конструктивные схемы арок с рекомендуемыми габаритами и значениями
высоты сечения наведены также в [11].
Выделим также особенностью расчета арочных конструкций приложение на-
грузок от снега и ветра. На рис. 4.8 в соответствии с нормативными документами
[7, 8] варианты снеговой нагрузки представлены в виде проективных нагружений.
Для правильного приложения нагрузки на арку в расчетной схеме необходимо
для каждого конечного элемента производить пересчет нагрузки, умножая ее на
косинус угла наклона к горизонту. Для облегчения задания таких нагружений в
ПК ЛИРА предусмотрено задание проективных равномерно- и неравномерно-
распределенных нагрузок на КЭ (пример использования этого инструментария
при задании различных вариантов снеговой нагрузки на деревянную сегментную
ферму рассмотрен в главе 6). Необходимо отметить, что задание неравномер-
ных (треугольных) вариантов проективных снеговых нагрузок при большом коли-
честве КЭ все равно является достаточно трудоемкой задачей. Поэтому в рамках
курсового и дипломного проектирования можно порекомендовать несколько уп-
рощенную схему задания таких нагрузок, а именно — ступенчатую.
Для задания в ПК ЛИРА ветровой нагрузки в соответствии с рис. 4.7 необхо-
димо ее прикладывать к КЭ не в глобальной, а в местной системе координат
элемента.
4.5.	Подбор или проверка стального сечения арки
Для подбора или проверки сечений элементов арочных конструкций на ос-
нове РСУ или РСН (см. главу 1) используется программа ЛИР-СТК. Детальная
проработка технологии работы с ЛИР-СТК приведена в предыдущих главах 2, 3,
а также в главе 5. Укажем лишь на основные положения.
Поскольку в арках в большинстве случаев возникают наряду с нормальными
силами изгибающие моменты, расчеты на прочность и устойчивость арок сплош-
ного сечения необходимо производить как для элементов, подверженных осевой
силе с изгибом [5]. В ЛИР-СТК элементы, подверженные осевой силе с изгибом,
условно обозначены как тип элемента Колонна. Объединение КЭ, образующих
арку, в конструктивный элемент невозможно, поскольку в ЛИР-СТК эта процеду-
ра предусмотрена только для прямолинейных стержней (см. главу 1). Поэтому
расчетную длину в дополнительных характеристиках для подбора или проверки
сечений стальных стержней удобно задавать в метрах, а не коэффициентом к
геометрической длине элемента.
При приближенном определении расчетной длины параболической арки в
ее плоскости можно воспользоваться формулой tef = pS, где S — длина полуар-
ки; ц— коэффициент расчетной длины, принимаемый по табл. 4.1 [2, 3].
Таблица 4.1
Тил арки	Значения Д при f /£			
	0,05	0,2	0,3	0,4
Трехшарнирная	1,2	1,2	1,2	1,3
Двухшарнирная	1,0	1,1	1,2	1,3
Бесшарнирная	0,7	0,75	0,8	0,85
Обеспечение устойчивости арок из плоскости осуществляют с помощью сис-
темы поперечных связей, распорок и прогонов покрытия. Поэтому расчетную
длину из плоскости арки задают равной расстоянию между раскреплениями сжа-
того пояса (следует обратить внимание, что нижние пояса арок, как правило,
сжаты, что необходимо учесть при проектировании).
В случае сквозных арок пояса и элементы решетки рассчитываются, как
правило, как центрально-сжатые (растянутые) элементы, которые в ЛИР-СТК
классифицируются как тип элемента Ферма. Дополнительные характеристики и
расчетные длины задаются как для ферм (см., например, главу 5).
4.6.	Расчет деревянного сечения арки
Для расчета сечений деревянных арок используется Пакет прикладных про-
грамм «Деревянные конструкции». Арки сплошного сечения выполняются, как
правило, клеедощатыми. Пояса арок сквозного сечения выполняются составны-
ми или клееными, а элементы решетки — из бруса цельного сечения. Затяжки
выполняются стальными. В [1, 11] наведены примеры расчета различных ароч-
ных систем.
Расчетные предпосылки при расчете арок деревянного сечения аналогичны
стальным аркам и приведены в предыдущем пункте.
Примеры расчета различных сечений деревянных конструкций с помощью
программ, входящих в состав ППП «Деревянные конструкции», приведены в гла-
ве 6.
.J
4.7.	Расчет устойчивости арки
Арка как сжато-изогнутый элемент должна быть проверена на общую устой-
чивость как в своей плоскости, так и из плоскости. При расчете арок сплошного
сечения в ЛИР-СТК эти проверки выполняются в соответствии с [5]. Аналогично
для деревянных арок сплошного сечения в ППП «Деревянные конструкции» — в
соответствии с [6]. Однако следует иметь в виду, что коэф, ц в табл. 4.1 найден
приближенно из уравнения устойчивости центрально-сжатого стержня, поэтому
для поверочных целей следует выполнять расчет устойчивости арок сплошного
сечения с помощью соответствующей функции ПК Л ИРА (см. [12]).
Арки сквозного сечения, после уточнения жесткостей и пересчета с уточнен-
ными жесткостями (возможно, для сложных конструкций эта процедура будет
выполняться в несколько приемов), необходимо проверить на общую устойчи-
вость в своей плоскости с помощью функции Расчет на устойчивость [12]. Рао-;
чет устойчивости необходимо производить по расчетным комбинациям загруже-
ний (РСН) (см. главу 1).
Выдаваемый в ПК ЛИРА от каждой комбинации загружений коэффициент
запаса устойчивости, по рекомендациям [3], должен быть не менее 1,3... 1,4.
Устойчивость из плоскости в соответствии с [2] будет обеспечена, если рас-
четная длина не будет превышать 16 ширин пояса. Если проверка устойчивости
из плоскости все же необходима, задачу необходимо решать в пространственной
постановке. Причем для арок сплошного сечения в обязательном порядке при
расчете устойчивости в ПК ЛИРА необходимо установить признак Учет момен-
тов при вычислении форм потери устойчивости. Это означает, что при вы-
числении критических усилий и форм потери устойчивости будет принята во
внимание возможная изгибно-крутильная форма потери устойчивости (более де-
тально по этому вопросу [13]).
Последнее, на что следовало бы обратить внимание, это поверочные расче-
ты устойчивости, в которых интерес представляет не только потеря устойчивости
конструкции в целом, но и устойчивость отдельных стержней решетки. Для вы-
полнения таких расчетов следует помнить, что КЭ поясов и решетки следует
разбить на несколько элементов. При этом количество участков разбиения влия-
ет на точность результатов, особенно на вид формы потери устойчивости.
Литература к главе 4
1.	Клименко В.З. Проектування дерев’яних конструкций Навч. Поа'бник. — К.: I3MH,
1998.—432 с.
2.	Металлические конструкции: Учеб, для студ. высш. учеб, заведений
/ [Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина.—8-е
изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 688 с.
3.	Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб, для строи-
тельных вузов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред.
В.В. Горева. — М.: Высш, шк., 2001. — 551 с.
4.	ЛИРА 9.2. Руководство пользователя. Основы: Учебное пособие / Е.Б.Стрелец -
Стрелецкий, Ю.В. Гензерский, М.В. Лазнюк, Д.В. Марченко, В.П. Титок /Под
ред. А.С. Городецкого — К.: «Факт», 2005. —146 с.
5.	СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981. — 96 с.
6.	СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. — М,: Стройиздат, 1982. — 65 с.
7.	СНиП 2.01,07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981,2003.-36 с.
8.	ДБН В.1.2-2:2006. Навантаження i впливи. — К.: М!нбуд УкраТни, 2006. — 60 с.
9.	Пакеты прикладных программ для автоматизированного проектирования конст-
рукций: Учеб, пособие /М.С. Барабаш , Ю.Д. Гераймович , А.Н. Кекух, М.В. Лаз-
нюк , Е.Б. Стрелец-Стрелецкий / Под ред. А.С.Городецкого — К.: «Факт», 2006. —
112 с.
10.	Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Стальные конструкции зданий и сооруже-.
ний. (Справочник проектировщика) /Под общ. ред. В.В. Кузнецова (ЦНИИпроект-
стальконструкция им. Н.П. Мельникова). — М.: АСВ, 1998. — 512 с.
11.	Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП 11-25-80) / ЦНИИСК
им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1986. — 216 с.
12.	ЛИРА 9.2. Руководство пользователя. Основы: Учеб, пособие / Е.Б. Стрелец -
Стрелецкий, Ю.В. Гензерский, М.В. Лазнюк, Д.В. Марченко, В.П. Титок /Под
ред. А.С. Городецкого — К.: «Факт», 2005. —146 с.
13.	Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций. — К.: «Факт»,
2005. — 344 с.
Глава 5. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ ОДНОЭТАЖНОГО
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
5.1. Общие положения
Расчет поперечной рамы одноэтажного производственного здания выполня-
ется в рамках курсового проекта, который входит в состав образовательных про-
грамм большинства строительных вузов. Навыки, полученные студентом при вы-
полнении данного курсового проекта, успешно используются и при расчетах гра-
жданских зданий, имеющих в основе конструктивной схемы поперечную раму.
Расчет поперечной рамы является весьма распространенной задачей и в практи-
ке рабочего проектирования.
Каркас промышленного здания — это пространственная мнотостержневая
многократно статически неопределимая система. Возможности ПК ЛИРА позво-
ляют достаточно быстро создать пространственную схему с учетом всех элемен-
тов, входящих в состав каркаса. В этом случае возможно выполнить в ЛИРСТК
подбор элементов всех конструкций: не только колонн и ригелей, но и связей,
подкрановых балок, фахверков и т.д.
Однако следует учитывать, что увеличение трудоемкости проектирования,
вызванное ростом трудозатрат на создание пространственной схемы, ее анализ,
унификацию элементов, анализ результатов подбора или проверки элементов,
может оказаться неэффективным. Это связано с тем, что в простых конструктив-
ных схемах с одинаковым шагом колонн по всем рядам усилия в элементах ко-
лонн и ригелей, рассчитанных в составе пространственной и плоской схем, будут
отличаться незначительно. Сечения большого количества элементов подбира-
ются не по несущей способности, а конструктивно (например, связи — по пре-
дельной гибкости).
В то же время необходимо помнить, что в ряде случаев каркасы производст-
венных зданий необходимо рассчитывать только по пространственным схемам.
Например, в работе [4] установлено, что для многопролетных зданий с большими
шагами колонн по средним рядам, чем по крайним, при учете пространственной
работы каркаса наблюдается увеличение усилий в элементах колонн от верти-
кальных и горизонтальных крановых нагрузок. Таким образом, выбор эффектив-
ной технологии расчета каркаса должен осуществляться индивидуально в соот-
ветствии с его конструктивной схемой.
5.2. Исходные данные
Пролет цеха L = 36 м, здание оборудовано двумя мостовыми кранами грузо-
подъемностью Ос, = 125 т и пролетом (_ст = 34 м, уровень отметки головки подкра-
нового рельса составляет 16,9 м, кровля теплая по прогонам. Здание оборудова-
но светоаэрационным фонарем. В результате компоновки поперечной рамы по-
лучена конструктивная схема, приведенная на рис. 5.1.
Колонны - ступенчато-переменного сечения. Сечение верхней (надкрано-
вой) части колонны - составной симметричный двутавр с высотой сечения he =
1000 мм. Нижняя (подкрановая) часть колонны — сквозное сечение, состоящее
из двух ветвей: наружная (шатровая) ветвь из составного сварного швеллера,
внутренняя (подкрановая) ветвь из прокатного двутавра с параллельными гра-
нями полок; решетка двухплоскостная из уголков, высота сечения hH = 1500 мм.
Стропильные фермы — из парных уголков с параллельным очертанием поя-
сов, с треугольной решеткой со стойками. В уровне нижних поясов ферм выпол-
нена система связей по покрытию, состоящая из продольных связевых ферм,
расположенных в пределах приопорных панелей на протяжении всего здания,
поперечных связевых ферм, расположенных в торцах здания, а также растяжек,
связывающих средние узлы ферм.
Примыкание ригеля к колонам жесткое. Колоны жестко заделаны в фунда-
мент.
Произведен расчет нагрузок, разделенных на следующие загружения:
> 1 —
рис. 5.2;
постоянное, схема приложения нагрузок на покрытие приведена на
43,8 кН/м
65,7 кН
197,1 кН 197,1 кН
131,4 кН
I I 65,7 кН
Г
I---------------------1-----------------------------------------1---------------------j
Рис. 5.2. Схема приложения постоянной нагрузки
> 2 — снеговое 1а определенное по п. 3 прил. 3* [2] для варианта 1 зоны С;
схема приложения нагрузок приведена на рис. 5.3;
63,36 кН/м
46,08 кН/м
63,36 кН/м
95 кН
207,4 кН 207,4 кН
164^-кН
fr=12
190,1 кН
.	.	---------КН (	|	04
95 кН
ШгЗкН
Рис. 5.3. Схема приложения первого варианта снеговой нагрузки
3 — снеговое 2, определенное по п. 3 прил. 3* [2] для варианта 2 зоны С (рис.
5.4);
259,2 кН
259,2 кН
345,6 кН
172,8 кН тт
86,4 кН
345,6 кН
„172,8 кН
86,4 кН
Рис. 5.4. Схема приложения второго варианта снеговой нагрузки
> 4 — вертикальное крановое с максимальной нагрузкой Dmax, приложенной к
колонне по оси А (рис. 5.5);
£L^2765 кН
-X , , -лти LJ	Dt^-519 кН
4Jhw=2074 кНм
5^=434 кНм <
Рис. 5.5. Схема приложения крановой нагрузки
>	5 — вертикальное крановое, с максимальной нагрузкой DmaxJ приложенной к
колонне по оси Б;
>	6 — горизонтальная поперечная крановая нагрузка (тормозная), приложен-
ная к колонне по оси А (рис. 5.6);

Т =130 кН T™,=20,1 1,10,95-4,868=130 кН
Рис. 5.6. Схема приложения горизонтальной поперечной крановой нагрузки
> 7 — горизонтальная поперечная крановая нагрузка (тормозная), приложен-
ная к колонне по оси Б;
> 8 — ветровое 1, наветренная сторона по оси А (рис. 5.7);
3,72
3,57
3,34
2,55
1,97
кН/м
Рис. 5.7. Схема приложения ветровой нагрузки
> 9 — ветровое 2, наветренная сторона по оси Б.
5.3. Расчетная схема поперечной рамы, определение усилий и их
расчетных сочетаний
Расчетная схема создается при втором признаке схемы из конечных эле-
ментов (КЗ) типа 10. Светоаэрационный фонарь в расчетную схему не включает-
ся. Переход от конструктивной схемы к расчетной начинается с замены реальных
стержней поперечной рамы КЗ, которые проводятся через центры тяжести ре-
альных стержней. Центр тяжести верхней части колонны будет соответствовать
положению продольной разбивочной оси. Для нижней части колонны точное по-
ложение центра тяжести сечения будет найдено только после расчета, предва-
рительно зададим его положение как 0,5hH от наружной грани колонны.
Определение координат узлов для КЗ ферм выполняется в предположении,
что расстояние между центрами тяжести поясов равно 3,05 м, длина панели по
нижнему поясу равна 6 м, длина панели по верхнему поясу равна 3 м. Модели-
рование примыкания фермы сбоку к колонне и уступов ступенчатых колонн осу-
ществляется условными стержнями. Контур расчетной схемы, нанесенный жир-
ной линией поверх конструктивной схемы поперечной рамы, приведен на
рис. 5.8.
Рис. 5.8. Расчетная и конструктивная схемы поперечной рамы
Программный комплекс ЛИРА обладает обширным инструментарием
для моделирования. Многие операции, описанные в настоящей главе,
могут быть выполнены иными методами. Использованные методы
работы позволяют, на взгляд автора, максимально осветить различ-
ные возможности ПК ЛИРА, однако их применение не является догмой.
Создание геометрической схемы поперечной рамы
>	Создаем новую задачу с именем и шифром «Рама» и признаком схемы 2 —
Три степени свободы в узле (два перемещения и поворот) X0Z.
>	Выберите в главном меню Схема => Создание ^Регулярные фрагменты и
сети LSI. На первой закладке Создание плоских фрагментов и сетей введите
данные в соответствие с рис. 5.9.
>	После нажатия кнопки Применить будет сгенерирована рама, у которой
нужно выделить с помощью инструмента Отметка элементов конечные элемен-
ты 1, 5, 8,10, 14,17, 20. Чтобы отобразить номера элементов, используйте инет-
румент Флаги рисования сИ: на пер-
вой закладке Элементы установите
флажок для параметра Номера эле-
ментов, нажмите кнопку Перерисо-
вать, схема примет вид, как на рис.
5.10.
> Далее удалите элементы инстру-
ментом Удаление выбранных объек-
тов. Сохраните задачу. Выберите
Схема => Корректировка Упаковка
схемы. В диалоговом окне Упаковка
установите флажок для параметра Ви-
сячие узлы, который расположен в
группе параметров Исключить из
расчетной схемы, установите флажок
для параметра Выполнять автосо-
хранение перед началом упаковки,
нажмите кнопку Применить.
Рис. 5.9. Диалоговое окно
Создание плоских фрагментов и
сетей
 	'  - - -с - -« -	.Л  v-.z-. к-w...r у.	-г	у-.  л %. -л— .. -  -ч.Ъл- . -
Рис. 5.10. Рама с выделенными элементами для удаления
Для удобства контроля за процессом создания расчетной схемы реко-
мендуется регулярно отображать высотные отметки, строитель-
ные оси и размеры.
Проставим высотные отметки на расчетной схеме.
>	Выделите все объекты схемы, нажав на клавиатуре Ctrt+A.
>	Вызовите диалог Перемещение объектов с помощью инструмента Пере-
местить выбранные объекты. Снимите выделение с объектов, нажав инстру-
мент Отмена выбора JhJ.
>	На первой закладке Перемещение по параметрам задайте dZ = -0,8 м, на-
жмите кнопку Применить.
>	Переведите расчетную схему в вертикальную плоскость, используя инстру-
мент Проекция на XOZ.
>	В падающем меню выполните Схема => Строительные оси и отметки.
>	При активной первой закладке щелкайте по узлам, образующим одну из ко-
лонн. В результате схема приобретет вид, как на рис. 5.11.
Зкруханиа J
24.7
П оказыватьстметкл
Рис. 5.11. Рама с установленными высотными
отметками
Отобразим размеры.
>	Нажмите кнопку инструмента Флаги рисования
>	На третьей закладке Общие установите флажок для параметра Размеры на
проекции, нажмите кнопку Перерисовать JtJ.
>	В случае необходимости уточнения размеров пользуйтесь инструментом
Информация о размерах Al.
Можно отменить отображение строительных отметок и размеров, убрав флажки
у соответствующих параметров в диалоге Флаги рисования и нажав кнопку Пе-
рерисовать.
Для дальнейшей работы отобразите нумерацию узлов и элементов с помощью
Флагов рисования.
Смоделируем примыкание фермы сбоку к колоннам.
>	Выделите узлы, на которые будет опираться ферма (8 и 12) с помощью инст-
румента Отметка узлов 1Ж.
>	Вызовите диалог Перемещение объектов, на первой закладке Перемеще-
ние по параметрам задайте dX = 0,25 м, нажмите кнопку Применить.
>	Схема примет вид, приведенный на рис. 5.12.
Рис. 5.12. Рама после перемещения узлов 8 и 12
> Отмените выделение узлов, нажав инструмент Отмена выбора „OJ. Выде-
лите узлы 9 и 13, присвойте параметру dX = -0,25 м, нажмите Применить.
Создадим ферму. Для этого в меню
выполните Схема Создание
Фермы. В диалоге Создание плоских
ферм нажмите последовательно
кнопки, приведенные на рис. 5.13.
Рис. 5.13. Кнопки, использованные для
вызова закладки Параметры фермы
>	На закладке Параметры фермы введите следующие параметры:
•	длина фермы L = 36 м;
•	высота фермы Н = 3,05 м;
•	количество пролетов (панелей по нижнему поясу) К = 6;
•	снимите флажок с параметра Указать узел привязки;
•	присвойте параметру Z = 21,65 м.
> Нажмите кнопку Нарисовать, убедитесь в правильности введенных пара-
метров. Нажмите кнопку Применить. Схема примет вид, как показано на рис.
5.14.
ЭаФ?ж«ме I
Рис. 5.14. Расчетная схема после создания фермы
На данный момент положение опорных узлов фермы не соответствует опий
ранию фермы на колонны сбоку. Откорректируем положение узлов.	:
> С помощью инструмента Отметка блока выделите ферму, щелкнув по гооЙ
бому ее узлу или элементу.
 .рй
> Выполните в меню Вид => Фрагментация или щелкните правой кнопкой мьй
ши и выберите во всплывающем меню Фрагментация.
> Выделите опорные узлы 15 и 22, переместите их на 0,5 м по оси X, снимите
выделение с узлов.	а 
> Выделите узлы 21 и 34, переместите их на -0,5 м по оси X.	,
> Восстановите полный вид расчетной схемы, выполнив в меню Вид => Boes*
становление конструкции.	«
> Упакуйте схему
Задание граничных условий
у Выделите нижние узлы колонн 1 и 2 с помощью кнопки 1Жа.
О
>	Выполните в меню Схема Ф Связи IS.
>	В диалоге Связи в узлах установите флажки для параметров X, Z, UY (такая
комбинация связей для плоской поперечной рамы будет соответствовать жесткой
заделке колонн в фундаментах).
>	Нажмите кнопку Применить, узлы окрасятся в синий цвет (если вы не меняли
параметры в меню Опции => Среда => Цвета).
Задание жесткостных характеристик
Геометрические характеристики сечений элементов на данный момент яв-
ляются искомыми неизвестными величинами. Однако, не присвоив жесткостные
характеристики всем элементам схемы, невозможно выполнить расчет. Поэтому
зададим сечения для элементов на основании предварительных расчетов, вы-
полненных в соответствии с рекомендациями, изложенными в п. 2.2.3 [3]. В соот-
ветствии с данной методикой были определены моменты инерции сечений фер-
мы, надкрановой и подкрановой частей колонны, по которым определены пло-
щади сечений.
Предварительно приняты следующие размеры сечений:
•	верхняя часть колонны — полки - 560x20 мм, стенка — 960x12 мм;
•	нижняя часть колонны — подкрановая ветвь из прокатного двутавра 70Б2,
шатровая ветвь из составного швеллера (полки — 300x20, стенка —
750x20);
•	сечения фермы — пояса _JL_250x250x20, раскосы _1L.180x180x12,
стойки _JL_90x90x9.
>	Присвоение принятых типов сечений элементам расчетной схемы начнем с
верхней части колонны. Создание жесткостных характеристик проводится с помо-
щью диалога Жесткости, который вызывается из меню Жесткости Жесткости
элементов I2I. После нажатия кнопки Добавить » диалоговое окно расширит-
ся. Выберите вторую закладку База типовых сечений и дважды щелкните на эс-
кизе Составной двутавр. В окне Стальное сечение (рис. 5.15) щелкните на пол-
ке двутавра, далее в выпадающем списке Сортамент выберите строку Прокат
листовой горячекатаный толщиной 2.5...25 мм, а в выпадающем списке Про-
филь - строку - 560x20.
Листовое сечение — 960x12 в стандартном сортаменте не задано. Зададим
его с помощью подпрограммы ЛИР-РС.
> Нажмите кнопку И напротив выпадающего списка Профиль, в появившемся
окне ЛИР-РС установите флажок в пункте меню Правка => Разрешить правку.
>	Выполните в меню Правка => Новая строка.
>	В окне Вставить новый профиль введите 960x12, нажмите кнопку ОК.
>	Задайте следующие параметры: высота h = 960 мм, толщина t = 12 мм, уд,
масса = 90,432 кг, нажмите кнопку ОК.
>	Отсортируйте сортамент по высоте h, щелкнув на соответствующем заголовке
таблицы.
>	Сохраните сортамент и закройте ЛИР-РС.
Для того чтобы обновить список профилей, повторно выберите в выпадаю-
щем списке Сортамент строку Прокат листовой горячекатаный толщиной
2,5^.25 мм. Далее в выпадающем списке Профиль выберите строку—960x12.
Для удобства контроля за процессом задания жесткостных характе-
ристик рекомендуется использовать комментарии к сечениям и цве-
товые ассоциации.
> В строке Комментарий напишите «надкр. часть колонны». Щелкните по кноп-
ке Цвет, в окне выберите любой цвет из основной палитры или создайте собст-
венный, щелкнув по кнопке Определить цвет ». Нажмите кнопку ОК, закрыв
диалог Цвет. Диалоговое окно после выполнения всех вышеописанных операций
приведено на рис. 5.15. Нажмите кнопку ОК, диалоговое окно Жесткости элемент
тов приобретет вид, как показано на рис. 5.16.
Рис. 5.15. Диалоговое окно Стальное сечение в момент
задания сечения для надкрановой части колонны
ь
 Текущий ..тип
Жесткости элементов
мшжйчймтй
ч:3*~*»Л**:
Рис. 5.16. Диалоговое окно Жесткости элементов после
задания сечения для надкрановой части колонны
СОСТ ас-Мий двутавр (мад^р. ч
560 х 20, пояс
960x12, стенка
’I
:<
Двутавр
Швеллер
Раздвинутые
двутавры
Уст^^тьк^к текущий тир
Уголок
Составной
двутавр
Коробка из
швеллеров
Коробка из
двутавров
Крестовые
уголки



л^м. ч.
: у
3-
•й ш
•да '*№
d р
Назначение добавленных типов жесткостей элементам расчетной схемы
производится следующим образом:
>	Необходимо выделить в Списке типов жесткостей нужный тип (для надкра-
новой части колонны — это тип 1).
>	Нажать кнопку Установить как текущий тип или дважды щелкнуть на назва-
нии назначаемого типа жесткости, после этого в строке Текущий тип жесткости
появится название типа жесткости.
>	Выделить на расчетной схеме элементы, которым будет присвоен текущий тип
жесткости (для надкрановой части колонны — это элементы 1,2,7,8).
>	Нажать кнопку Назначить.
>	Для того чтобы проверить правильность выполненных действий, рекомендует-
ся отобразить номера жесткостей или ассоциированные цвета с помощью инстру-
мента Флаги рисования. Для этого на первой закладке Элементы установите
флажки у параметров Типы жесткостей и Показать жесткости цветом, для па-
раметров Номера узлов и Номера элементов флажки снимите, нажмите кнопку
Перерисовать. Расчетная схема примет вид, как показано на рис. 5.17.
а;
1	I
Рис. 5.17. Расчетная схема после назначения жесткости для верхней части колонны
z

Зададим жесткость конечным элементам подкрановой части колонны.
>	В списке База типовых сечений диалога Жесткости элементов дважды
щелкните на эскизе Швеллер с двутавром (выберите эскиз, где швеллерное се-
чение составлено из трех листов).
>	В появившемся диалоговом окне щелкните на изображении двутавра, далее в
выпадающем списке Сортамент выберите строку Двутавр с параллельными
гранями полок типа Б (балочный), а в списке Профиль — 70Б2.
>	В выпадающем списке Сортамент выберите строку Прокат листовой горя-
чекатаный толщиной 2,5...25 мм, добавьте в сортамент сечения — 750x20,
300x20.
>	Щелкните на изображении стенки швеллера, выберите в списке Профиль —
750x20.	'
>	Щелкните на изображении полки швеллера, выберите в списке Профиль —
300x20.
>	Нажмите кнопку Стыковка. В появившемся диалоговом окне присвойте пара-
метру Ь = 150 см, установите радио - кнопку для сварного швеллера, у которого
стенка продлена за наружные грани полок, присвойте параметру а = 2,65 см, на-
жмите кнопку ОК.
>	В строке Комментарий напишите «подкран, часть колонны», задайте ассо-
циированный с данным типом жесткости цвет, нажмите кнопку ОК.
>	Установите 2 тип жесткости как текущий, выделите элементы, принадлежащие
нижней части колонны (3 и 5), назначьте им жесткость.
Рекомендуется проверять правильность ориентации сечении стерж-
ней относительно их местных осей с помощью просмотра трехмерно-
го изображения схемы в режиме 3D - визуализации.
Проверим правильность назначения жесткостных характеристик.
>	Так как жесткостные характеристики заданы еще не для всех элементов, то
необходимо выделить вертикальные элементы колонн, а затем выполнить фраг-
ментацию схемы.
>	В меню выполните Вид Ф Пространственная модель (ЗО-графика).
>	В открывшемся окне вы увидите элементы колонны, отображенные в виде
стержней. На панели инструментов нажмите кнопку Показать сечения элемен-
тов Jtj, после этого они обретут трехмерное изображение.
>	С помощью кнопок на клавиатуре и мыши разверните схему таким образом,
чтобы увидеть геометрию поперечных сечений. Как видно, сечение колонны по оси
«А» ориентировано неверно: положение шатровой и подкрановой ветви изменено.
>	Правила использования клавиатуры смотрите в справочной системе в разделе
Пояснения => Применение клавиатуры в системе ЛИР-ВИЗОР Ф Примене-
ние клавиатуры (режим 3D - визуализации).
>	Закройте окно 3D - визуализации. Выполните восстановление расчетной схе-
мы.
Чтобы понять причину разворота на 180° сечения колонны по оси «А», выполним
следующие действия:
>	Переведите схему в изометрическую проекцию, нажав инструмент Й.
>	С помощью флагов рисования отобразите местные оси стержней.
>	Откройте на просмотр тип жесткости 2. В правом верхнем углу изображения
сечения показано направление местных осей Y1 и Z1. Как вы видите, ось Z1 ори-
ентирована на шатровую ветвь, а для колонны по оси «А» ось Z1 направлена в-
пролет.
Развернем сечение колонны по оси «А» в соответствии с конструктивной
схемой поперечной рамы:
>	Выделите элемент подкрановой части колонны по оси «А» (3).
>	В меню выполните Жесткости => Угол вращения местных осей.
>	Задайте Угол = 180. Нажмите кнопку Применить, после этого оси Y1 и Z1
развернулись и ось Z1 теперь направлена из пролета.
Убедитесь в правильности выполненных действий, еще раз просмотрев колонну
по оси «А» в режиме 3D - графики. Верная ориентация сечений колонны по оси
«А» приведена на рис. 5.18.
Рис. 5.18. Окно 3D - визуализации колонны по оси А
Зададим жесткости для элементов фермы.
>	Отфрагментируйте ферму, предварительно выделив ее как блок.
>	На закладке База типовых сечений диалога Жесткости элементов дважды
щелкните на эскизе Два уголка.
>	В выпадающем списке Сортамент выберите строку Уголок равнополочный.
Далее в выпадающем списке Профиль выберите строку 250x250x20.
>	В строке Комментарий напишите «верхний пояс фермы», задайте цвет, на-
жмите кнопку ОК.
>	Установите данный тип как текущий, назначьте его предварительно выделен-
ным элементам верхнего пояса (21 - 32).
>	Жесткостную характеристику для элементов нижнего пояса скопируем из же-
сткости верхнего пояса. Выделите в Списке типов жесткостей тип жесткости 3,
нажмите кнопку Копировать, выделите в списке тип жесткости 4, нажмите кнопку
Изменить. В открывшемся диалоговом окне Стальное сечение нажмите дважды
кнопку Поворот, чтобы сечение развернулось на 180°, в строке Комментарий на-
пишите «нижний пояс фермы», нажмите кнопку ОК. Присвойте данное сечение
элементам нижнего пояса фермы (15 - 20).
>	Далее задайте жесткости для раскосов и стоек.
Для элементов, моделирующих примыкание фермы к колоннам и уступы колонн
(имитируем абсолютно жесткие вставки), зададим условную жесткость, как для
бруса 100x100 см.
>	На закладке Стандартные типы сечений дважды щелкните по пиктограмме
Брус.
>	Введите следующие параметры: Е = 2е9 кН»м2; В = 100 см; Н = 100 см в строке
Комментарий введите «условные стержни».
>	Нажмите кнопку Подтвердить, выделите элементы 4, 6, 9 -14, присвойте им
созданный тип жесткости.
Проконтролируйте правильность задания жесткостных характеристик по-
средством 3D - визуализации. Расчетная схема с отображением номеров типов
жесткостей приведена на рис. 5.19.
Рис. 5.19. Расчетная схема после назначения жесткостных характеристик
всем элементам
Задание нагрузок
Задание нагрузок в общем виде выполняется по следующему алгоритму:
>	Сделать активным то загружение, в котором будут приложены нагрузки. Пере-
ключение между загружениями осуществляется выбором в меню Нагрузки
Выбор загружения или с помощью счетчика, расположенного на панели инстру-
ментов.
v-'-"'"" Под загружением подразумевается группа нагрузок, действующих од-
новременно, которой присвоен какой-либо порядковый номер. Разделе-
ние нагрузок, приложенных к расчетной схеме, на загружения рекомен-
дуется производить в зависимости от их природы, характера и про-
должительности воздействий. Нагрузки задаются расчетными, т.е. с
учетом коэффициента надежности по нагрузке у/.
>	Рекомендуется задать название загружения в строке Имя диалога Активное
загружение, которое вызывается из меню Нагрузки => Выбор загружения. Имя
текущего загружения отображается в левом верхнем углу окна с расчетной схе-
мой.
>	Задание параметров нагрузок осуществляется в диалоговом окне Задание
нагрузок, которое вызывается в меню Нагрузки Ф Нагрузки на узлы и элемен-
ты. Данное диалоговое окно включает шесть закладок, которые сформированы
для различных типов нагрузок и их корректировки.
Напоминаем, что нагрузки на элементы могут задаваться как отно-
сительно глобальной системы координат, так и относительно мест-
ной системы координат КЭ. Величина нагрузки принимается положи-
тельной, если направление ее действия противоположно направлению
соответствующей оси системы координат (для моментов — положи-
тельное значение момента соответствует вращению по часовой
стрелке, если смотреть с конца оси).
>	Выбрать закладку, нажать кнопку с пиктограммой нужного типа нагрузки.В от-
крывшемся диалоговом окне задать параметры нагрузки, нажать кнопку ОК. Вве-
денные параметры отразятся в строке Текущая нагрузка диалога Задание на-
грузок.
>	Выделить узлы или элементы на расчетной схеме. Нажать кнопку Применить
в диалоговом окне Задание нагрузок. В случае если во Флагах рисования для
параметров Нагрузки и Величины нагрузок выставлены флажки, то заданные
нагрузки отобразятся на расчетной схеме.
Зададим нагрузки для загружений, описанных в п. 5.1. Для того чтобы задать
нагрузки первого загружения, выполните следующие действия.
>	Выполните в главном меню Нагрузки Ф Выбор загружения. В строке Имя
диалога Активное загружение напишите «1—постоянное», нажмите кнопку При-
менить.
>	Вызовите диалог Задание нагрузок. На закладке Нагрузки в узлах с помо-
щью радио - кнопок установите параметры Система координат — Глобальная и
Направление - Z. Нажмите кнопку с изображением сосредоточенной нагрузки на
узел ‘	.
>	В диалоговом окне Параметры нагрузки задайте в строке Значение =
65,7кН. Выделите верхние узлы колонн (9 и 12), нажмите кнопку Применить в
дгалоговом окне Задание нагрузок. Схема примет вид, как показано на рис. 5.20.
'‘"'''''Обращайте внимание на размерность параметра нагрузки, а также на
схему ее приложения. Единицы измерения для нагрузок могут быть из-
менены в диалоге, который вызывается из меню Опции Ф Единицы
измерения.
Рис. 5.20. Расчетная схема после задания первых узловых
постоянных нагрузок на ферму
>	Задайте остальные узловые нагрузки, действующие на ферму, в соответствии
с рис. 5.2.
>	В диалоговом окне Задание нагрузок перейдите на закладку Нагрузки на
стержни. Нажмите кнопку fe-SOM. В появившемся диалоге задайте Р = 27,72
кН/м, нажмите кнопку ОК. Вьделите вертикальные элементы колонн (1, 2, 3, 5, 7,
8). Нажмите кнопку Применить в диалоге Задание нагрузок. Данная нагрузка
определена от собственного веса стеновых панелей. Не учтен эксцентриситет
действия данной нагрузки относительно осей колонны.
>	Приложите нагрузку от собственного веса конструкций, выполнив в меню На-
грузки Ф Добавить собственный вес. В диалоге Добавить собственный вес
поставьте радио - кнопку для параметра Собственный вес назначить на: вы-
деленные элементы (предварительно выделив все элементы, кроме элементов,
имитирующих жесткие вставки) и, указав Коэф, надежности по нагрузке равным
1,05, нажмите Применить.
>	Вид расчетной схемы после задания всех нагрузок первого загружения приве-
ден на рис. 5.21.
Рис. 5.21. Расчетная схема после задания всех нагрузок загружения 1
Задайте нагрузки в загружениях 2 и 3. Вид расчетной схемы после задания
Рис. 5.22. Расчетная схема после задания всех нагрузок загружения 2
Рис. 5.23. Расчетная схема после задания всех нагрузок загружения 3
Зададим нагрузки загружения 4.
>	Задайте имя загружения как «4 ~ кран Dmax СЛбВа».
>	В диалоге Задание нагрузок на закладке Нагрузки в узлах нажмите кнопку
В диалоге Параметры нагрузки в строке Значение введите 2765 кН.
Выделите верхний узел подкрановой части колонны (узел 4), нажмите кнопку
Применить.
>	С помощью радио - кнопки установите параметр Направление в Y. Нажмите
кнопку .....I Значение нагрузки —2074 кН-м. Выделите узел 4, нажмите кнопку
Применить.
>
Нажмите кнопку
жмите кнопку Применить.
Значение нагрузки 434 кН-м. Выделите узел 5, на-
>	С помощью радио - кнопки установите параметр Направление в Z. Нажмите
кнопку 1 Значение нагрузки 579 кН-м. Выделите узел 5, нажмите кнопку
Применить. Расчетная схема приобретет вид, как показано на рис. 5.24.
Рис. 5.24. Расчетная схема после задания всех нагрузок загружения 4
Задайте нагрузки загружения 5. Вид расчетной схемы после задания всех
нагрузок загружения 5 приведен на рис. 5.25.
Рис. 5.25. Расчетная схема после задания всех нагрузок загружения 5
Зададим загружение 6. В данном загружений действует горизонтальная кра-
новая нагрузка Тщах, направленная поперек кранового пути. Данная нагрузка пе-
редается на колонну в уровне тормозной конструкции.
Приложить Тщах можно двумя способами:
1) задать сосредоточенную нагрузку на элемент 1. Для этого нажать на за-
Ч Л,У
кладке Нагрузки на стержни диалога Задание нагрузок кнопку jfafesl В от-
крывшемся диалоговом окне необходимо ввести параметры Р = 130 кН, А = 1,85
м. Выделить элемент 1, нажать кнопку Применить;
2) задать нагрузку на узел, предварительно откорректировав геометрию
схемы.
Воспользуемся последним способом, поскольку он в перспективе позволит
осуществить более удобный анализ усилий и перемещений в стержнях колонны.
>	Выделите элементы 1 и 7. В меню выполните Схема Ф Корректировка Ф
Добавить элемент. В появившемся диалоге перейдите на пятую закладку Раз-
делить на N равных частей, задайте параметр N = 2, нажмите кнопку Приме-
нить.
>	Выполните в главном меню Схема Ф Корректировка Ф Переместить вы-
бранные объекты. Задайте параметр dZ = -1,535 м, нажмите кнопку Применить.
>	Задайте сосредоточенную нагрузку на узел 31. Для этого установите с помо-
щью радио - кнопки параметр Направление в значение X. Нажмите кнопку
задайте значение нагрузки равным 130 кН. Выделите узел 31, нажмите
кнопку Применить. Вид расчетной схемы после выполнения вышеописанных опе-
раций приведен на рис. 5.26.
Рис. 5.26. Расчетная схема после задания загружения 6
Задайте нагрузку загружения 7 (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Расчетная схема после задания загружения 7
Зададим ветровые загружения. Ветровая нагрузка изменяется по высоте ко-
лонны на характерных отметках (см. п. 6.5 [2]). Трапециевидные участки нагрузки
можно задать с помощью соответствующего типа нагрузки (кнопка ^^1), ука-
зывая привязки начала и конца нагрузки к первому узлу конечного элемента.
В рассматриваемом примере потребуется определить промежуточные значения
нагрузки на отм. +14,880 м. Возможно, наименее трудоемким способом будет
ниже описанный.
>	Задайте имя для загружения 8 — «8 — ветер слева».
>	Откорректируем геометрию схемы таким образом, чтобы в сетку КЭ включить
узлы на отм. +5 м, +10 м и +20 м. Выделите элементы 3 и 5, разделите их на 3 час-
ти. Выделите элементы 1 и 7, разделите их на 2 части. Откорректируйте координа-
ту Z для узлов 33 - 38 с помощью перемещения или инструментом, который вызы-
вается из меню Выбор Информация об узле или элементе.
>'"'“'Инструмент Информация об узле или элементе позволяет редак-
тировать любые свойства объектов.
Например, для изменения координат узла 33 необходимо активировать ин-
струмент Информация об узле или элементе, щелкнуть по нему, в появившем-
ся диалоге Узел 33 присвоить параметру Z значение 5 м, нажать кнопку Приме-
нить.
>	Зададим равномерно распределенную нагрузку, действующую до отм. +5 м. В
диалоге Задание нагрузок на закладке Нагрузка на стержни с помощью радио -
кнопки установите параметр Направление равным X. Нажмите кнопку	в
появившемся окне присвойте параметру Р = -2,86 кН м, нажмите кнопку ОК. Выде-
лите элемент 52, нажмите кнопку Применить. Аналогичным образом задайте на-
грузку -1,97 кН м на элемент 54, принадлежащий колонне по оси Б.
>	Зададим трапециевидный участок нагрузки между отметками +5 м и +10 м.
Нажмите кнопку ДВи, в появившемся диалоге задайте следующие параметры:
Р1 = -2,86 кН-м; А1 = 0 м; Р2 = -3,71 кН-м; А2 = 5 м. Нажмите кнопку ОК, выделите
элемент 53, нажмите кнопку Применить. Аналогичным образом задайте нагрузку
на стержень 55.
>	Зададим трапециевидный участок нагрузки между отметками +10 м и +20 м.
Нажмите кнопку лЗЙШ В диалоговом окне Неравномерная нагрузка задайте
следующие параметры: Р1 = -3,71 кН-м; Р2 = -4,86 кН-м; Вдоль оси Z. Нажмите
кнопку ОК, вьщелите стержни 3, 50,56, нажмите кнопку Применить. Аналогичным
образом задайте нагрузку для колонны по оси Б, а также для участков колонн ме-
жду отметками +20 м и +24,7 м.
> Перейдите на закладку Нагрузки в узлах и задайте сосредоточенные нагруз-
ки в узлах 9 и 12. Окончательный вид расчетной схемы в загружении 8 приведен
на рис. 5.28.
Рис. 5.28. Расчетная схема после задания загружения 8
Выбранный способ задания ветровых нагрузок потребовал корректи-
ровки геометрии расчетной схемы. Этого можно было избежать, оп-
ределив нужную густоту сетки КЭ при создании рамы.
Задайте нагрузки загружения 9 (рис. 5.29).
Рис. 5.29. Расчетная схема после задания загружения 9
Чтобы удалить нагрузку, необходимо выделить узел или элемент, к
которому она приложена, затем нажать кнопку инструмента Удале-
ние нагрузок. Для изменения значения нагрузки можно воспользовать-
ся закладкой Корректировка нагрузок диалогового окна Задание на-
грузок или инструментом Информация об узле или элементе.
Формирование РСУ
Формирование расчетных сочетаний усилий (РСУ) производится в таблич-
ной форме путем задания различных параметров и логических связей между за-
гружениями. Подробные разъяснения о процессе формирования таблицы РСУ
приведены в справочной системе в разделе Пояснения Ф О выборе РСУ.
Зададим таблицу РСУ для рассматриваемого примера.
> В меню выполните Нагрузки Ф РСУ => Генерация таблицы РСУ. Появится
окно Расчетные сочетания усилий, в котором будем вводить построчно инфор-
мацию о каждом загружений.
> В данный момент параметр Номер загружения равен 1, параметр Название
загружения равен названию первого загружения, т.е. «1 - постоянное». Выберите
в выпадающем списке Вид загружения строку Постоянное (0), остальные пара-
метры оставьте без изменения. Окно приобретет вид, как показано на рис. 5.30.
Рис. 5.30. Окно Расчетные сочетания усилий
после задания характеристик загружения 1
Рассмотрим параметры, характеризующие загружения в таблице РСУ.
> Параметры Номер загружения и Название загружения соответствуют но-
мерам и названиям, принятым вами в процессе задания нагрузок.
>	Параметр Вид загружения может принимать следующие значения:
•	постоянное (0);
•	временное длит. (1);
•	кратковременное (2);
•	крановое (3);
•	тормозное (4);
•	сейсмическое (5);
•	особое (6);
•	мгновенное (7);
•	стат. ветр. для пульсации (9).
Цифра, указанная в скобках, соответствует коду вида загружения. Данный
код раннее использовался при задании таблиц РСУ на входном языке. В рас-
179
сматриваемом примере нами будут использоваться следующие виды загруже-
ний: постоянное, кратковременное, крановое и тормозное.	(
> Параметр N группы объединяемых временных загружений используется
для суммирования в РСУ усилий от загружений, заданных отдельно. Необходи-
мость разделения нагрузок по различным загружениям, но которые потом прину-
дительно объединяются, может быть вызвана, например, разными коэффициен-
тами надежности по нагрузке yr. Если загружения, включенные в группу, создают
разнозначные усилия, то в РСУ войдут наиболее опасные для конкретного крите-
рия.
•	Параметр Учитывать знакопеременность позволяет при составлении РСУ
использовать усилия, вычисленные как от приложенных нагрузок, так и от
нагрузок противоположных приложенным по знаку. Для активации парамет-
ра необходимо выставить флажок.
•	Параметр N группы взаимоисключающих загружений используется для
того, чтобы исключить одновременное включение в РСУ усилий от загруже-
ний, которые в силу своей природы не могут действовать одновременно.
Например, крановая тележка не может одновременно максимально прибли-
зиться к колоннам по осям «А» и «Б», поэтому загружения 4 и 5 являются
взаимоисключающими. Снег не может распределиться по покрытию одно-
временно по двум разным схемам, поэтому загружения 2 и 3 — взаимоис-
ключающие. В нормальных климатических условиях ветер не может дуть
одновременно с противоположных сторон, поэтому загружения 8 и 9 также
являются взаимоисключающими.
Объединение или взаимоисключение загружений осуществляется пу-
тем присвоения соответствующим параметрам цифрового целого
значения больше 1. Загружения, помеченные одинаковыми цифрами в
параметрах N группы объединяемых временных загружений или N
группы взаимоисключающих загружений, при формировании РСУ будут
объединяться или взаимоисключаться.
•	Параметр NN сопутствующих загружений позволяет включить в РСУ уси-
лия от загружений, возникновение которых обусловлено действием других
загружений. Например, горизонтальная поперечная крановая нагрузка (тор-
мозная), прикладываемая к колонне, не может возникнуть, если на эту ко-
лонну не наехал кран. Поэтому загружение 6 сопутствует загружению 4, а
загружение 7 сопутствует загружению 5. Допускается ввести два сопутст-
вующих загружения, в строках ввода необходимо ввести их номера.
•	Параметр Коэффициент надежности соответствует коэффициенту надеж-
ности по нагрузке yf. Задание требуется для перехода от расчетных усилий
к нормативным, которые используются в дальнейшем для расчета по вто-
рому предельному состоянию в конструирующих системах.
•	Параметр Доля длительности позволяет выделить длительную часть уси-
лий от кратковременных нагрузок. Задается в долях от единицы, использу-
ется в расчетах армирования железобетонных конструкций.
•	Параметры Ограничения для кранов и тормозов используются для уста-
новления лимита на одновременный учет усилий от крановых и тормозных
загружений. Например, для многопролетного здания крановые и тормозные
нагрузки будут задаваться для каждого пролета, но одновременный учет их
в РСУ противоречит требованиям главы 4 [2].
•	Параметры NN столбцов коэф. РСУ позволяют вводить коэффициенты со-
четаний у для двух основных и особого сочетаний. По умолчанию значения
коэффициентов принимаются в соответствии с главой 1 [2].
> Постоянное загружение формируется нагрузками, которые принимаются с
различными коэффициентами надежности по нагрузке yf. Например, для нагрузок
от собственного веса конструкций yf = 1.05, а для нагрузки от веса цементно-
песчаной стяжки, использованной в кровле, yf= 1,3. Наиболее точным было бы за-
дать несколько загружений в соответствии со значениями коэффициентов, однако
в нашем примере это приведет к неоправданному повышению трудоемкости соз-
дания расчетной схемы и анализа результатов. Поэтому в запас надежности при-
мем коэффициент Yf = 1,1. Коэффициенты сочетаний также оставьте без измене-
ния. Нажмите кнопку Подтвердить. В Сводной таблице для вычисления РСУ,
расположенной внизу окна, появится строка с принятыми характеристиками. Но-
мер загружения автоматически примет значение, равное 2.
>	Введем характеристики для загружения «2 — снеговое 1». Выберите в выпа-
дающем списке Вид загружения строку Кратковременное (2). В строке ввода
для параметра N группы взаимоисключающих загружений напишите цифру 1. Па-
раметру Коэффициент надежности присвойте значение 1,4. Нажмите кнопку
Подтвердить.
>	Введем характеристики для загружения «3 — снеговое 2». Выберите в выпа-
дающем списке Вид загружения строку Кратковременное (2). В строке ввода для
параметра N группы взаимоисключающих загружений напишите цифру 1. Па-
раметру Коэффициент надежности присвойте значение 1,4. Нажмите кнопку
Подтвердить.
>	Введем характеристики для загружения «4 — кран Dmax слева». Выберите
в выпадающем списке Вид загружения строку Крановое (3). В строке ввода
для параметра N группы взаимоисключающих загружений напишите цифру
2. В первой строке ввода параметра NN сопутствующих загружений напишите
цифру 6, во вторую отрежу ничего не вводите. Параметр Коэффициент надежно-
сти оставьте равным 1,1. Нажмите кнопку Подтвердить.
>	Введем характеристики для загружения «5 — кран Dmax справа». Выберите
в выпадающем списке Вид загружения строку Крановое (3). В строке ввода
для параметра N группы взаимоисключающих загружений напишите циф-
ру 2. В первой строке ввода параметра NN сопутствующих загружений напишите
цифру 7, во вторую строку ничего не вводите. Параметр Коэффициент надежно-
сти оставьте равным 1,1. Нажмите кнопку Подтвердить.
>	Введем характеристики для загружения «6 — Ттах слева». Выберите в выпа-
дающем списке Вид загружения строку Тормозное (4). Параметр Коэффициент
надежности оставьте равным 1,1. Поставьте флажок для параметра Учитывать
знакопеременность. Нажмите кнопку Подтвердить.
>	Введем характеристики для загружения «7 — Ттах справа». Выберите в выпа-
дающем списке Вид загружения строку Тормозное (4). Параметр Коэффициент
надежности оставьте равным 1,1. Нажмите кнопку Подтвердить. Поставьте
флажок для параметра Учитывать знакопеременность.
>	Введем характеристики для загружения «8 — ветер слева». Выберите в выпа-
дающем списке Вид загружения строку Кратковременное (2). В строке вводя
для параметра N группы взаимоисключающих загружений напишите цифру 3.
Параметру Коэффициент надежности присвойте значение 1,4. Нажмите кнопку
Подтвердить.
>	Введем характеристики для загружения «9 — ветер слева». Выберите в выпа-
дающем списке Вид загружения строку Кратковременное (2). В строке ввода
для параметра N группы взаимоисключающих загружений напишите цифру 3.
Параметру Коэффициент надежности присвойте значение 1,4. Нажмите кнопку
Подтвердить.
>	Завершение формирования таблицы РСУ осуществляется нажатием кнопки
Закрыть. Если вы закроете окно нажатием кнопки 2d, то данные не сохранятся.
Для того чтобы отредактировать таблицу РСУ, необходимо вы-
брать строку с нужным загружением в Сводной таблице для вычис-
ления РСУ или путем переключения параметра Номер загружения,
далее внести изменения и нажать кнопку Подтвердить. Для сохране-
ния изменений нажать кнопку Закрыть.
Статический расчет рамы
Запустите задачу на расчет с помощью меню Режим => Выполнить расчет
J. В случае успешного расчета активируется пункт меню Режим Ф Результа-
, с помощью которой осуществляется переход в режим анализа
ты расчета
результатов расчета.
Просмотр и анализ результатов расчета
>	Перейдите в режим анализа результатов расчета с помощью меню Режим Ф
Результаты расчета 1я8.
>	По умолчанию расчетная схема будет отображена в деформированном виде.
Графическое изображение величин перемещений, как правило, отрисовывается с
коэффициентом искажения. Изменить данный коэффициент можно с помощью
меню Схема Ф Масштаб перемещений Перевести схему в исходное со-
стояние можно, выполнив меню Схема Исходная схема №.
Анализ результатов расчета рекомендуется начать с просмотра деформирован-
ных схем. Для наглядности включите мозаики перемещений, нажав на панели
инструментов кнопку Мозаика перемещений узлов
* Ш. После этого появится
дополнительная панель инструментов, которая по умолчанию приклеится по
правой стороне экрана. Можно перетащить данную панель на любое другое ме-
сто. Деформированная схема от загружения 2 с включенной мозаикой переме-
щений по глобальной оси Z приведена на рис. 5.31.
Переключение между загружениями осуществляется в окошке-счетчике
Сменить номер загружения, расположенном на панели инструментов. После
того как вы установите нужный номер загружения, нажмите кнопку Подтвердить
выбор.
При просмотре деформированных схем обращайте внимание на соответст-
вие деформаций приложенным нагрузкам. Если нагрузки приложены симметрич-
но, то и деформированная схема также должна быть симметричной. Если два
загружения являются зеркальным отображением друг друга, то и деформирован-
ные схемы также должны быть зеркальными (например, крановые загружения).
Сделайте примерную оценку жесткости ригеля, просуммировав максималь-
ные перемещения по оси Z среднего узла фермы от постоянной и одной из сне-
говых нагрузок.
Оценивая перемещения конструкций, не забывайте о том, что они бы-
ли получены от расчетных нагрузок.
Просмотрите эпюры. На панели инструментов нажмите кнопку Эпюры уси-
лий в стержняхГЬ, появится дополнительная панель (по умолчанию в нижней
левой части экрана). На данной панели расположены кнопки для отображения
эпюр в классическом виде, а также кнопки для отображения цветовых мозаик
усилий. Поскольку расчет был произведен по второму признаку схемы, то актив-
ными являются только кнопки усилий N, Qz, Му.
Рекомендуется отфрагментировать вертикальные элементы колонны, далее
отключить во Флагах рисования флажок для параметра Величины нагрузок,
нажать кнопку Перерисовать. На четвертой закладке Результаты поставьте
флажок для параметра Значения на эпюрах. Выделите элементы, узлы которых
совпадают с характерными сечениями, используемыми в конструктивном расче-
те: опорное сечение, сечения ниже и выше уступа, сечение в уровне опорного
раскоса фермы. Нажмите кнопку Применить флаги рисования для выделен-
ных объектов. Эпюры изгибающего момента Му для загружения 1 приведены на
рис. 5.32.
Обратите внимание, что эпюра для нижней части колонны по оси «А» нело-
гична - она построена на сжатых волокнах. Такое отображение эпюры стало
следствием поворота местных осей, который мы выполнили. Таким образом, при
использовании результатов расчета при «ручном» расчете для колонны по оси
«А» необходимо менять знак Му на противоположный. Так как рассмотрен расчет
однопролетной рамы с симметричными нагрузками, то «ручной» расчет лучше
проводить для колонны по оси «Б».
Эпю-рэ Му
Единицы ишврения -
1пюры
н .. Qi	-M
'	i	'   ।  ................................* МЧ111Г1111

fy 1
усилие 4MQJ81
Мзгснизлшое усилие
Рис. 5.32. Эпюры My для колонн рамы от загружения 1
> Проанализируйте эпюры на их адекватность заданным нагрузкам. Сохраните
результаты расчета для работы в конструирующей системе ЛИР-СТК: Файл =>
Сохранить.
5.4. Подбор или проверка сечений конструктивных элементов
поперечной рамы
Приступим к конструктивному расчету элементов поперечной рамы.
Импорт данных о результатах расчета в конструирующую систему ЛИР-СТК мож-
но выполнить двумя способами:
1) в режиме анализа результатов расчета ПК ЛИРА выполните в меню Окно
Ф ЛИР-СТК. Если в данный момент система ЛИР-СТК не запущена, то осущест-
вится ее запуск, задача автоматически импортируется и будет открыта;
2) запустите ЛИР-СТК через системную кнопку Пуск Ф Программы Ф ЛИРА
9.4 Ф ЛИР-СТК. В меню выполните Файл Ф Импорт. В появившемся окне укажи-
те на файл вашей задачи, как это показано на рис. 5.33. Нажмите кнопку От-
крыть. Сохраните задачу Файл Ф Сохранить.

Введите имя импортируемого файла
Mr
Папк-з: | oi LWofk
< рама диплом#Ю рама
М]рака диплон#00.рама диплом
КГ
'|рама#00.рамб
Язбсчий crop.
рана_вухкан#ОО.рама„вужан
й* *)рама-ашз осъ4#00,рама-аша ось4
^расчёт арки#00.расчёт арки
& (расчёт сегментной фермы#00, расчёт арки
М расчёт стропа#ОС.расчет арки
расчёт стролобкн#ОО.расчёт арки
Устанл.:
ЩСФ-21=-
1^*) узел,
Йузел_:Й
Йэе сетеере.
|рамайОО
| Ф айлы данных (*ЙОО.*)
л:
?::• Х:1 . ’ ’	♦> * ’ ' -
Отмена
-у--. :Л > Л

1
Мойкомпью.

gjt: '	:	f-









.	А- ' •Лл;
:	. Arte-i
Л ..••ЧЦ;;,
"*х- '*	. ‘.С-г
.7s ' -
Ш7' 7:7

4^
Рис. 5.33. Окно выбора файла для импорта в ЛИР-СТК

> Целью нашей работы в ЛИР-СТК является уточнение предварительно задан-
ных жесткостных характеристик. Для ознакомления с технологией работы в ЛИР-
СТК выполним как подбор сечений, так и их проверку. При решении любой задачи
мы будем выполнять следующие этапы работы:
• задание дополнительных характеристик к существующим или вновь заданным
жесткостям;
• унификацию элементов, унификацию конструктивных элементов;
• задание конструктивных элементов.
Подбор элементов фермы
Выполним подбор сечений стоек фермы. Работу начнем с назначения до-
полнительных характеристик сечения.
>	Вызовите диалог Жесткости элементов, нажав кнопку —.
>	В Списке типов жесткости выберите тип 6. Нажмите кнопку Изменить ».
>	В окне Стальное сечение на первой закладке в выпадающем списке Сталь
выберите 09Г2С. Посмотреть, какие расчетные сопротивления соответствуют дан-
ной марке стали, можно, нажав кнопку ИЙ напротив выпадающего списка Сталь.
>	Нажмите кнопку Стыковка, установите параметр Y = Y1 = 1,6 см. Данный па-
раметр должен назначаться исходя из предполагаемой толщины фасонок между
уголками.
>	Перейдите на закладку Дополнительные характеристики. Для параметра
Тип элемента установите радио - кнопку Ферменный. Окно заполнится дополни-
тельными параметрами.
>	В разделе Расчетные длины установите флажок для параметра Использо-
вать коэффициенты к длине конструктивного элемента. В строках ввода за-
дайте следующие значения для параметров: относительно оси Z1 = 1, относи-
тельно оси Y1 = 0,8.
Напоминаем, что Z1 и Y1 — это местные оси стержней. Просмот-
реть их направление можно с помощью Флагов рисования. В рассмат-
риваемой задаче расчетная длина относительно оси Y1 будет соот-
ветствовать расчетной длине 1# в плоскости фермы, а относительно
оси Z1 - из плоскости фермы (см. табл. 11 [1]).
>	В разделе Предельная гибкость для параметра На сжатие установите радио
- кнопку Неопорный элемент решетки фермы.
>	В разделе Коэффициенты условий работы введите в строке по устойчи-
вости = 0,8 (см. п. 3 табл. 6* [1]). Нажмите кнопку ОК.
>	Создадим унифицированную группу для элементов стоек.
>	Выделите элементы стоек.
>	В меню выполните Редактировать Ф Унифицировать элементы. В диалоге
Унифицированные группы для параметра Типы унификации установите радио
- кнопку Все сечения между собой. Нажмите кнопку ОК. Рядом с элементами
стоек появятся подписи УФ11.
> Для подбора сечений на панели инструментов нажмите кнопку Расчет 1ка.
Получим текстовые результаты подбора сечений стоек.
Выделите элементы стоек.
Нажмите кнопку Таблицы Ч
> В диалоге Таблицы результатов в выпадающем списке выберите Excel-
формат. В списке выделите Подбор выделенных элементов по РСУ. Нажмите
кнопку Просмотр. Окно с результатами расчета приведено на рис. 5.34.
I Й' ЛИР-СТК - рчмсд.Подбор выделенных элементов по РСУ									.'Л		:• ’ -J	' >. .. 7					ЙЙ
		Д		йкг-сйй _.... ч : -х".. " ’						;V'.	:х i.fi:::		:  ' Ё”х^Ьх!		.= "<'	
Ферм!		э!														:хс._Г
			Шаг			Проценты исчерпания несущей										> .’  
Элемент	НС	Группа	ребер (планок)	Приме- чание		способности фермы по сечениям,									Длина элемента	
					нор	УУ1	VZ1	ГУ1	ТО	УС	УП	1ПС	2ПС	М.У		
Сечение: I	% FTj	за уголка	90 х 90 х 9; стыковка 1.6 см													
Профиль: I	SJ90 х 9; ГОСТ 8609			86												
Сталь: 09Г2С; ГОСТ 19281-73*																
Сортамент: Уп		элок рае	нополочный													
		УФ11_	Подобрано: 6. Два уголка ЮС				х 100 х 6.5; сты			ковка 1.6 см						. ' ’  т
			Профиль: 1D0 х 100 х 6.			5; ГОСТ 85I		D9-8I								'	5
			Сталь: 09	Г2С; ГОСТ 19281-73												' ' 1* j
33	1	УФ11	1.234451		36	76	S3	48	40	0	65	76	48	65	3.05:	j
33	2	УФ11	1.234451		36	76	63	48	40	0	65	76	48	65	юз;	'•’S: i
34	1	УФ11	1.234451		43	89	74	50	42	0	68	89	50	68	3.05;	>J .
34	2	УФ11	1.234451		43	89	74	50	42	0	68	89	50	68	3.05	
35	1	УФ11	1.234451		1	1	1	44	36	0	65	1	44	65	3.05	
35	2	УФ11	1.234451		1	1	1	44	36	0	65	1	44	65	3.05,	
36	1	УФ11	1.234451		43	89	74	50	42	0	68	89	50	68	3.05!	
35	2	УФ1И	1.234451		43	89	74	50	42	0	68	89	50	68	3.05	_ ?
37	1	УФ11	1.234451		36	76	S3	48	40	0	65	76	48	65	3.05	' . , л
	37	2	УФ11	1.234451		36	76	63	48	40	0	65	76	48 ... ....	65	вМ	x _	£
	та	А-Каййп	ЙЙЙВЙЙй	тМе-ЛЕ											W ।	
НржиИтеРЬ	аляг	юлучеййя	crpjjpm		-:Н::		-ч					Л--*	: "у/.			
Рис. 5.34. Результаты подбора стоек фермы
Выполним подбор сечений нижнего пояса фермы.
> В Списке типов жесткости диалога Жесткости элементов выберите тип 4.
Нажмите кнопку Изменить ».
> В окне Стальное сечение на первой закладке в выпадающем списке Сталь
выберите 09Г2С. Нажмите кнопку Стыковка, установите параметр Y = Y1 —1,6см.
> Перейдите на закладку Дополнительные характеристики. Для параметра
Тип элемента установите радио - кнопку Ферменный.
> В разделе Расчетные длины установите флажок для параметра Использо-
вать коэффициенты к длине конструктивного элемента. В строках ввода за-
дайте следующие значения для параметров: относительно оси Z1 = 1, относитель-
но оси Y1 = 1.
> В разделе Предельная гибкость для параметра на сжатие установите радио-
кнопку элемент пояса или опорный раскос фермы, для параметра на растяжение
задайте 400.
> В разделе Коэффициенты условий работы введите в строке по устойчиво-
сти = 0,95, в строке по прочности = 0,95. Нажмите кнопку ОК.
> Выделите элементы нижнего пояса фермы 16, 17. В меню выполните Редак-
тировать Создать конструктивные элементы. Рядом с элементами появятся
надписи КФ1. Аналогичные действия выполните для элементов 18,19.
Внимание! Формирование элементов поясов ферм в конструктивные
элементы и назначение расчетных длин должно производиться в со-
ответствии с компоновкой связей по покрытию.
> Выделите элементы 16 -19. В меню выполните Редактировать => Унифици-
ровать конструктивные элементы.
> Скопируйте тип жесткости 4. Для нового типа жесткости установите коэффици-
ент для определения расчетной длины относительно оси Y1 равным 0,5. Назначь-
те данный тип жесткости конструктивным элементам КФ1 и КФ2.
> Выполните Расчет. Посмотрите результаты: для приопорных панелей подоб-
рано сечение — два уголка 120x120x8, для средней части фермы — два уголка
200x200x20.
Аналогичным образом подберите сечения для верхнего пояса фермы. Для
расчета создайте два конструктивных элемента в средней части фермы, нахо-
дящихся под фонарем. В результате расчета принимаем два сечения: два уголка
200x200x13 (для первых трех панелей у опор) и 250x250x22.
Подберите сечения для раскосов. При этом отдельно скопируйте тип жест-
кости для опорных раскосов, у которого коэффициент для определения расчет-
ной длины относительно оси Y1 задайте равным 0,5 (с учетом обычно устанав-
ливаемого шпренгеля). Для остальных раскосов расчетную длину определите
самостоятельно по табл. 11 [1]. В результате расчета для опорных раскосов при-
мем сечение — два уголка 200x200x12, для остальных раскосов — два уголка
180x180x12.
Проверка нижней части колонны
Для расчета верхней и нижней части колонны необходимо знать их расчет-
ные длины в плоскости и из плоскости поперечной рамы. В рамках курсового
проекта для определения расчетных длин колонн воспользуемся таблицей 18 [1].
В соответствии с расчетной схемой рамы условия закрепления верхнего конца
колонны — конец, закрепленный только от поворота. В этом случае коэффициент
ц для нижнего участка колонны в плоскости рамы равен 2, для верхнего участка
— 3. Расчетные длины колонн из плоскости рамы принимаются равными рас-
стояниям между закрепленными от смещения из плоскости рамы точками. Для
рассматриваемой задачи расчетная длина нижней части колонны из плоскости
рамы равна ее геометрической длине, верхней части колонны — расстоянию от
уровня крепления тормозной конструкции до уровня распорки по колоннам в
плоскости нижних поясов ферм.
Выполним проверку сечения нижней части правой колонны.
>	В Списке типов жесткости диалога Жесткости элементов выберите тип 2.
Нажмите кнопку Изменить ».
>	Назначьте элементам составного швеллера и двутавру сталь ВСтЗГпс5-2,
>	Щелкните на изображении составного швеллера в его средней части, вокруг
сечения швеллера должен появиться прямоугольник из точек. В выпадающем спи-
ске Сталь выберите, как у пояса.
>	Щелкните на изображении всего сечения нижней части колонны в его средней
части, вокруг всего сечения должен появиться прямоугольник из точек. В выпа-
дающем списке Сталь выберите, как у верхней ветви.
>	Перейдите на закладку Дополнительные характеристики. Для параметра
Тип элемента установите радио - кнопку Колонна.
>	В разделе Расчетные длины установите флажок для параметра Использо-
вать коэффициенты к длине конструктивного элемента. В строках ввода за-
дайте следующие значения для стержня относительно оси Z1 = 1, относитель-
но оси Y1 = 2, для ветвей нижней = 1, верхней = 1.
>	В разделе Соединительная решетка в выпадающем списке выберите первую
строку — треугольная решетка. Задайте параметр Шаг решетки = 2,5 м.
>	Вернитесь на закладку Состав. Выделите раскос, в выпадающем списке Сор-
тамент выберите Уголок равнополочный, в выпадающем списке Профиль —
70x70x5, в выпадающем списке Сталь — ВСтЗГпс5-2. Нажмите кнопку ОК.
>	Создайте конструктивные элементы из элементов нижней части правой
колонны.
> Нажмите кнопку Расчет элемента <№* на панели инструментов. Щелкните по
созданному конструктивному элементу, откроется окно локального режима рас-
чета.
Z
Ми~-И4«
№*50953
иемекгКК*
ограниченна, см											
Ушах		Zirax			¥и6и		Zoin			_		twain		
зоола		ЗО&ОТ			1.00		l.W			0.10	
ртечет «и двииц М 	 					тф^тыусл- раб.				коэфф. ВДПМПСЩ	пи KfUBtHllbr		narjcfqi ptnem
	этк VI		елей	пащлчн.		муст.					
15.68	3136		1548; 15.68	1-00		1.00		LOB	«MOW		1®
РОТуЛьПТЫ ПЩГборт
Сечение	1. Шеллер с двгтаереы				
щшеглы гаа.'&кмш» на IDC				тантре meraW ттааюк,м	рют лосях •eiaefiitM
m>№f№	ytr.OTM.Yl	усыптьИ	уснакч. YZ		
87.0	99.7	894	ftO	150	13
чкщегпы нспальнжло ШС			с*шшлУЛ4|кпачьмн		
iWfe.OTM.Yl	iWfe.orM.Zl	савпшп. таСк	1ПС	2 ПС	ыесты.успмч-
413	49.4	91Л		Ш			Ш		0.0
Сечение	ертжш ветта>; отъжемся 150 аг				
Сечение	200x20 uoKCjctwawaWScM				
Профиль	200x20; ГОСТ 19903-74*				
Сталь	ВСтЗГпс5-2; ТУ 14-1-3023-80				
Сортамент	Прокат листам* тогичехятмчшЛ тал nwe* 2X25				
Сечение	700x20 стейки				
Профиль	7Wx 20; ГОСТ 19903-74*				
Ста-в»	ВСтЗГпсМ; ТУ 14-1-ЛЮМ0				
Сортамент	iV**i лнепиюй горнчептанньй талпяма* 2X25 мн				
ирктаятыиангыпмма ш 1ПС					
ею норм.	уст-птнЛЗ	jTT.oraZl	тотойч. YZ	ускегеккя	УСГДМЛЧС
87.0	97.7	873	ил	953	643
цюгюты мсишжмжло 2ПС		сншньЕ*/Ли1Лкпьэаи			иг ребер идеияк
iWfe.OTH.Yl	cwCabomZJ	1ПС	2ЛС	мктацуспАч.	
... Л4	33	97.7	314	953	нет
Сечение	70Б2 етта				
Пртфнль	ТОБ2; ГОСТ 26020-S3				
Сталь	ВСгЗГжй-ЪТУ 14-1-3023-80				
Сортамент	т^угавр с мцжлжльиыме гремим памк типе Б(6елотшьй)				
проценты ислошммми по ШС					
«1Юрт	услотиЗг!	j^T-OTfeZl	усгпйч. YZ.	уст.етенкя	уст.пйлок
ТО,7	823	70.9	ао	918	33.6
доцапымашыйиде 2ЛС		<ят№к%74актж-км			1шг реверс нланме
iWfe.atH.Y1	гебкапьТ!	1ПС	ШС	жспьуегойч.	
35.2	2.7	823	352	933	нет
Сечение	120112Й18 рмкос				
Профиль	1201110 х Щ ГОСТ 8509-86				
Сталь	ВСтЗГпс5-2; ТУ Ш-3023-W				
Сорпмеыт	Упыок рняианъ-ючмв				
щхиппы НТ7 "* тгаяипа по ШС					
по ие<Ы	устлгн.¥1	устлпьИ	Н ешн.	ytrxieaat	VCTJMUIOK
583	663	ЯЛ	ОМ	&0	624
проценты иатлыммЗПС		авдньЕ^№напльзон			иш ребер' 1ЕЛШЮК
1нбк.огм¥1	tWk-oth^	1ПС	2 ПС	антспьуттейч.	
263	5L7	91.1	51.7	618	мет
Рис. 5.35. Результаты проверки нижней части колонны
>	В меню локального режима выполните Результаты => Выполнить подбор
элемента. Таблица результатов подбора сечения нижней части колонны приведе-
на на рис. 5.35.
Проверка и подбор верхней части колонны
Сложность расчета верхней части колонны заключается в том, что из-за
специфики расчета участки для проверки на устойчивость в плоскости рамы и из
плоскости различны. Поэтому используем иной механизм для проверки сечения.
Зададим общие для всех элементов характеристики.
>	В Списке типов жесткости диалога Жесткости элементов выберите тип 1.
Нажмите кнопку Изменить ».
>	В окне Стальное сечение на первой закладке назначьте сталь ВСтЗГпс5-1
для полки, стенки. Далее выделите весь двутавр и назначьте ему сталь, как у
пояса.
>	Перейдите на закладку Дополнительные характеристики. Для параметра
Тип элемента установите радио - кнопку Колонна. Нажмите кнопку ОК. Создайте
конструктивный элемент из конечных элементов 56 и 1 левой колонны (участок от
узла приложения тормозной нагрузки до нижнего пояса фермы). Расчет начнем с
сечения над уступом колонны.
> Нажмите кнопку Расчет элемента
на панели инструментов.
к
Jiff'Ll К Г /ЧСМ4М1 W UhftM-CJ
ЗИЛ
iri.il
ШС
1ПС
*1
Hl
№
ж*
Рис. 5.36. Проверка элемента 50 верхней части левой колонны






НЬг’-ЛТ.Н

ЗжягмтЯ



м	гост t мн -т**
ксттгж*]।туи i-жма
МЫГгпш
МЫД: ГОСТИМ). и*
BCtJTwVI: ТУ L4.LM1MI

Ht.rri.rl
♦М
. В списке жестко-
>	Щелкните по элементу 50 (над уступом колонны), откроется окно локального
режима расчета, в его заголовке будет указано ЛИР-СТК - [Элемент 50 (рама)].
>	Вызовите диалог Жесткости элементов, нажав кнопку
стей будет только одна строка - составной двутавр, выделите ее и нажмите кнопку
Изменить.

>	В диалоге Стальное сечение перейдите на закладку Дополнительные ха-
рактеристики. В разделе Расчетные длины в строках ввода задайте следующие
значения для параметров: относительно оси Z1 = 1,85 м (расстояние от уступа
до узла приложения тормозной нагрузки), относительно оси Y1 = 20,31 м (6,77 •
3, где 6,77 — расстояние от уступа колонны до нижнего пояса фермы), Для расче-
та <рь= 1,85м.
>	Нажмите кнопку Проверка < на панели инструментов. Окно примет вид, как
на рис. 5.36.
Из результатов проверки следует, что сечение колонны над уступом удовле-
творяет всем проверкам по предельным состояниям. Закройте окно, при необхо-
димости сохранив результаты.
В основном окне ЛИР-СТК щелкните по конструктивному элементу, состоя-
Рис. 5.37. Проверка конструктивного элемента верхней части левой колонны
щему из элементов 56 и 1 (участок левой колонны от узла приложения тормозной
нагрузки до нижнего пояса фермы). В открывшемся окне расчета конструктивного
элемента задайте следующие параметры для расчетных длин:
•	относительно оси Z1 = 4,92 м (длина конструктивного элемента);
•	относительно оси Y1 = 20,31 м;
•	для расчета <рь=4.92 м.
Для расчета <рь в ЛИР-СТК данный параметр принимается как для внецен-
тренно-сжатого элемента, у которого те/ > 20. В этом случае необходимо зада-
вать параметр Для расчета <рь, равным расчетной длине колонны из плоскости
рамы.
Нажмите кнопку Проверка на панели инструментов. Окно примет вид,
как на рис. 5.37.
Из результатов расчета следует, что верхняя часть колонны не удовлетво-
ряет проверкам по нормальным напряжениям, устойчивости в плоскости и из
rttk. гсв.21
ШС
ИЛ
1Г»
Рис. 5.38. Проверка конструктивного элемента верхней части левой колонны
плоскости рамы, местной устойчивости стенки. Откорректируйте характеристики
сечения, задайте пояса из -560x25, стенку из -950x14, сталь 09Г2С. После этого
выполните проверку. Результаты проверки приведены на рис. 5.38. Сечение
удовлетворяет проверкам по всем предельным состояниям.

В ii Н I ! ‘ И • И	j '!.L'  :j! ’l'l
	
	> — —- % .
ЕЕ	
Hu.-
UlrlM
mo»«10S
Kh-»32U|
fir*11								
Vhu		Еж*х	1	If Mb	Jtnb						
mw		I	LM	LH					LM	
					J			
	mH		*n **	“•t™ ...	I » jw.	г	kMtKwn			
4И	an		4.П	1Л	1Л*	I	IJI	frTJma		
Chjo.
I. Сяст*> »»t шгцу
Mt я M; ГОСТ IWt1 It*
tmc;rt>cT nx-i
ШС




:Йр






Mtwlt птиа
w*its госотэ.ц*
UKC; ГОСТ У 3173


5.5. Документирование результатов расчета
После подбора всех сечений элементов поперечной рамы вернитесь к ис-
ходной расчетной схеме, созданной в ЛИРА 9.4. Измените жесткости элементов в
соответствии с результатами расчета в ЛИР-СТК. Удалите собственный вес эле-
ментов с помощью меню Нагрузки Ф Удалить собственный вес (для выделен-
ных элементов), затем добавьте его Нагрузки Ф Добавить собственный вес.
Рассчитайте задачу Режим => Выполнить расчет. Перейдите в режим ана-
лиза результатов расчета.
Ознакомимся со способами документирования результатов расчета на при-
мерах.
Печать отчета
Для вывода результатов расчета в ПК ЛИРА обычно используются интерактив-
ные таблицы. Проиллюстрируем вывод усилий в левой колонне.
> Выделите элементы правой колонны, кроме условного стержня, моделирую-
щего уступ, и стержня в пределах фермы.
> В меню выполните Окно Ф Интерактивные таблицы. На экране появится
окно Редактор форм, которое приведено на рис. 5.39.
> Выделите в списке строку Усилия (стержни), нажмите кнопку Таблицу — на
экран. На экране появится окно Создание таблицы элементов. Установите ра-
дио - кнопки в значения Для выбранных элементов, Для всех загружений, как
это показано на рис. 5.40.

Редактор форм
Узлы
Элементы
/ Жесткости
Узловые нагрузки
Местные нагрузки
Перемещения
>• Усилия (пласти-ы)
Усилия [сбъем.з лем.)
' Усилия (спецэлем}
:.г Частоты
Формы колебаний
Щ Инерция
Веса масс
? РСУ [стержни)
? РСУ (пластины)
РСУ (объема лем.)
. j ПИТЕРА
:Нагрузка на Фрагмент
Арматура [пластины)
Арматура [объем элем.)
г Коэффициенты для РСН
< Устойчивость.
Т аблицу•
УдалСТьфсрму
Рис. 5.39. Окно Редактор форм
Создание
Г Для одного “загружена
Длянескбдькнх загружений

Рис. 5.40. Окно Создание таблицы эле-
ментов
Усилия ктеран»;
>	Нажмите кнопку Создать. На экране появится окно Таблица усилий. В ниж-
ней части окна расположены закладки с номерами загружений, щелкая по которым
можно просмотреть усилия от каждого загружения.
>	Удалите ненужные столбцы: Mk, Mz, Qy, Тип элем, Составл. Для этого выде-
ляйте столбцы щелчком по заголовку столбца, а затем в меню выполняйте Редаг-
тировать => Удалить отмеченное. Окно после удаления столбцов примет вид,
как показано на рис. 5.41.
>	Для сохранения таблиц усилий в формате MS Excel в меню выполните Файл
=> Сохранить файл для Excel.
>	Для печати таблиц усилий из ПК ЛИРА в меню выполните Файл => В отчет.
>	Закройте окна.
Для печати отчета выполните в меню Окно => Отчет. На экране появится ок-
но Отчет, приведенное на рис. 5.42.
Рис. 5.41. Окно Таблица усилий
Рис. 5.42. Окно Отчет
> Нажмите кнопку Заполнить штамп, введите необходимую информацию.
> Выделите в списке строку Таблица усилий. В разделе Таблицы нажмите
кнопку Печатать.
Аналогичным образом распечатайте таблицы РСУ для элементов ферм.
Использование графического контейнера
Осуществим вывод эпюр изгибающего момента для левой колонны.
> Выделите элементы правой колонны, кроме условного стержня, моделирую-
щего уступ, и стержня в пределах фермы.
>	Во Флагах рисования на четвертой закладке Результаты поставьте флажок
для параметра Значения на эпюрах.
>	На панели инструментов нажмите кнопку Эпюры усилий в стержнях tr. На
появившейся панели нажмите кнопку Эпюры Му U-L.
>	Нажмите кнопку Добавить изображение ®, расположенную в вытянутом
вдоль правой стороны экрана окне (графический контейнер). В графическом кон-
тейнере появится изображение эпюры.
>	Далее переключайтесь между загружениями и добавляйте изображения в гра-
фический контейнер.
>	Выполните в меню Окно => Документатор. Откроется окно документатора, е
меню которого выполните Редактировать => Ввести новый лист. Появится поле
листа, на котором можно размещать ранее созданные изображения.
>	Выделите в графическом контейнере первое изображение эпюры. Нажмите
кнопку Копировать Ж.
>	В меню документатора выполните Редактировать => Разместить копию. Вцс
курсора изменится, щелкните на поле листа, на листе разместится изображение
эпюры, которое можно растянуть или сжать с помощью мыши.
>	С помощью меню Редактирование можно разместить текст на листе, изме
нить формат бумаги, заполнить угловой штамп.
>	Далее на этот же лист можно разместить дополнительно одно или более изо
бражений эпюр. Вид окна документатора приведен на рис. 5.43.
Изображения эпюр могут быть вставлены в MS Word. Для этого необходимо
выделить изображение в графическом контейнере и нажать кнопку Копировать
w. Изображение будет помещено в буфер обмена, из которого в любом доку-
менте MS Word оно может быть вставлено командой Вставить.
ПК ЛИРА версии 9.4 предусмотрена система ЛИР-ДОК (графический
макетеровщик), предназначенная для генерации сквозного табличного
и графического отчета для дальнейшей печати. По мнению авторов,
эта система может быть более полезна при создании документов от-
четности в реальном практическом проектировании, нежели в учебном
курсовом проектировании, поэтому более детально мы на ней не ос-
танавливаемся.
Литература к главе 5
1.	СНиП П-23-8Г. Стальные конструкции / Госстрой СССР, — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981.—96 с.
2.	СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981,—36 с.
3.	Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Элементы конструкций: Учеб, для строи-
тельных вузов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред.
В.В. Горева. — М.: Высш. шк.г 2001. —551 с.
4.	Ли М.Л., Гареева Т.В., Нуруллина Д.В. Сравнительный анализ различных расчет-
ных схем конструкций производственного здания // Итоги строительной науки:
материалы международной научно-технической конференции - Владимир: В ГУ,
2003 - С. 208 -211.
5.	Металлические конструкции: Учеб, для студ. высш. учеб, заведений
/[Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. —
8-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. —688 с.
6.	HinoB О. О., Лавр!ненко Л.1. Метал ев! конструкцП*. Одноповерхов! виробнич! буд!вл1.
Основи розрахунку. Позацентрово-стиснул колони: Навчальний поабник. — К.:
КНУБА. 2004. — 210 с.
Глава 6. ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
6.1.	Общие положения
Материал данной главы предназначен для ознакомления с методикой рас-
чета и проектирования деревянных конструкций с помощью инструментов
ПК ЛИРА и ППП «Деревянные конструкции». А также рекомендуется в помощи
студенту при выполнении курсового проекта «Проектирование деревянных кон-
струкций», входящего в программу курса «Конструкции из дерева и пластмасс»,
который читается в строительных вузах для студентов, учащихся по специально-
сти 7.092101 «Промышленное и гражданское строительство».
Рассматриваются вопросы расчета и проектирования поперечной рамы од-
ноэтажного здания. Рассмотренные в данной главе примеры разработаны на
основе материала с примерами расчетов, отображенных в [3].
6.2.	Расчет поперечной рамы складского помещения
Исходные данные
Данные для проектирования:
•	район строительства — Киевская область;
•	класс ответственности сооружения — II;
•	группа эксплуатации — А1;
•	используется клееная или натуральная древесина второго сорта;
•	деревянные конструкции просачиваются антисептиком.
Геометрические характеристики поперечника приведены на рис. 6.1.
Материал — сосна.
Нагрузки
Постоянные нагрузки, временные: снеговые и ветровые нагрузки приведены со-
ответственно на рис. 6.2 и 6.3, а, б.
Рис. 6.1. Геометрические характеристики поперечной рамы складского помещения
Zii t i i i i t i i г п.......г н н I I t I I н I
Рис. 6.2. Постоянные нагрузки
б)
AWW Рис. 6.3 Схемы задания временных нагрузок: а) - Запускаем ПК ЛИРА 9.4: Пуск Ф Программы => ЛИРА 9.4 Ф ЛИРА 9.4.	- ветровая, б) — снеговая
Создание новой задачи
Создаем новую задачу (кнопка l=j на панели инструментов).
>	В диалоговом окне Признак схемы (рис. 6.4) задайте следующие парамет-
ры:
•	имя создаваемой задачи - Поперечник (шифр задачи по умолчанию совпа-
дает с именем задачи);
	признак схемы — 2 — Три степени свободы в узле (два перемещения и
поворот) X0Z.
Признак схемы
 и wwiw *	frcwwHftb ran ric 
Имя задачи
Шифр задачи
(Поперечник
[Поперечник
i'Jf<briii-iirir?fi-
iwari rr-'i ।
Описание задачи
(до 80 символов)
Г b Две степени свободы в узле (два перемещенияJXOZ
2 - Три степени свободы в узле (два перемещения и поворот) XOZ
3 • Т ри степени свободы в узле (перемещение и два поворота) X0Y
4 - Три степени свободы в узле (три перемещения)
Г" 5 - Шесть степеней свободы в узле
j
Рис.6.4. Диалоговое окно Признак схемы
Создание геометрической схемы поперечника
> Из меню Схема => Создание <4> Регулярные фрагменты и сети
кройте окно Создание плоских фрагментов и сетей.
от-
> В первой закладке задайте следующие значения:
• шаг вдоль первой оси:
1_(м) N
18,00 1
шаг вдоль первой оси:
L(m) N
7,20 1
Остальные параметры принимаются по умолчанию (рис. 6.5).
Рис. 6.5. Диалоговое окно Создание плоских фрагментов и сетей
Сохранение информации о расчетной схеме
Через меню Файл Ф Сохранить (кнопка
храните задачу под именем Поперечник.
на панели инструментов) со-
Вывод на экран номеров узлов и элементов
Через меню Опции Флаги рисования (кнопка
тов) выведите на экран номера узлов и элементов.
а на панели инструмен-
Корректироека схемы
Через меню Выбор выполните команду Отметка элементов (кнопка ЙШна
панели инструментов).
С помощью курсора выделите элемент № 3 (элемент окрашивается в крас-
ный цвет).
X
Отметка элементов выполняется с помощью одиночного указания
курсором или растягиванием вокруг необходимых элементов «резино-
вого окна».
> С помощью пункта меню Схема => Корректировка => Удаление (кнопка
на панели инструментов) удалите выделенный элемент.
у Для задания шарниров с помощью курсора выделите элементы № 1 и № 2
(элементы окрашиваются в красный цвет).
у Из меню Жесткости Ф Шарниры (кнопка I—J на панели инструментов) вы-
зовите диалоговое окно Шарниры (рис. 6.6).
Создание фермы
у Из меню Схема <=> Созда-
ние Фермы (кнопка Ж1 на
панели инструментов) вызови-
те диалоговое окно Создание
плоских ферм.
у Далее выберите ферму по
очертанию решетки, показан-
ной на рис. 6.7.
> Задайте геометрические
параметры фермы (рис. 6.7):
•	L=18m;
•	Kf=7M.
Рис. 6.6. Диалоговое окно Шарниры
> При установленном флажке Указать узел привязки укажите курсором в
узел № 3 (узел окрасится в розовый цвет, в окне автоматически отобразятся ко-
ординаты этого узла).
> Для просмотра геометрических размеров фермы в диалоговом окне щелк-
ните по кнопке Нарисовать.
/ЛИ!
Щелкните по кнопке ЙК
— Применить.
Создание плоских ферм
Создание плоских ферм	р<
М/УУ j
г Выбор Фермы по очертанию поясов
Выбор Фермы по очертанию решетки
Рис. 6.7. Диалоговые окна Создание плоских ферм
Упаковка схемы
>
на
С помощью меню Схема => Корректировка Ф Упаковка схемы (кнопка
панели инструментов) вызовите диалоговое окно Упаковка (рис. 3.8).

Упаковка
г Сшивка-------------
; f? Выполнить сшивку
I
i 0.0001 и Точность сшивки
( *
] Г~ Не сшивать элементы с разными типами жесткости
г Г Не сшивать узлы с объединением перемещений
। Г Не сшивать узлы жестких тел

 ; <• Для всей схемы
’ Кроме выделенных узлов и элементов
^Исключить из расчетной схемы --------
j Г ‘Висячие’ узлы
? f? Удаленные узлы и элементы
| Г Неиспользуемые жесткости
| ; Г Неиспользуемые группы объединения

I
t
Модульность координат узлов —-----
: Г Привести координаты узлов к модулю

И F.?: £?	Н И Н
i
Выполнять автосохранение перед началом упаковки
Рис. 6.8. Диалоговое окно Упаковка
> В этом окне щелкните по кнопке Упаковать (упаковка схемы производится
для сшивки совпадающих узлов и элементов, а также для безвозвратного исклю-
чения из расчетной схемы удаленных узлов и элементов).
> В результате получим расчетную схему, показанную на рис. 6.9.
Загрухение 1
z
Рис. 6.9. Расчетная схема Поперечника
Задание граничных условий
Выделите узлы № 1 и 2.
> С помощью меню Схема Связи (кнопка и®
вызовите диалоговое окно Связи в узлах (рис. в. 10).
на панели инструментов)
Связи в узлах
> В этом окне с помощью установки флажков
отметьте направления, по которым запрещены
перемещения узлов (X, Z, UY).
; Назначить связи——.
их
> После этого щелкните по кнопке
Применить.
I
Формирование типов жесткости
С помощью меню Жесткости Ф Жесткости
Рис. 6.10. Диалоговое окно
Связи в узлах
элементов (рис. 6.11).
элементов (кнопка в®» на панели инструмен-
тов) вызовите диалоговое окно Жесткости
> В этом окне щелкните по кнопке Добавить и в библиотеке жесткостных ха-
рактеристик двойным щелчком щелкните по кнопке Брус.
> В диалоговом окне Задание стандартного сечения задайте характеристики
бруса:
•	Е = 1е6т/м2;
•	В = 15 см;
•	Н = 50 см;
•	Ro = 0,52 т/м2.
>	После этого щелкните по кнопке - Подтвердить.
>	Нажмите на 1. Брус 15x50, после щелкните на кнопку Копировать.
>	Нажмите на 2. Брус 15x50, после щелкните на кнопку Изменить.
>	В диалоговом окне Задание стандартного сечения измените характери-
стики бруса.
•	В = 10 см;
•	Н = 15см.
>	После этого щелкните по кнопке - Подтвердить.
>	Нажмите на 1. Брус 15x50, после щелкните на кнопку Копировать.
>	Нажмите на 3. Брус 15x50, после щелкните на кнопку Изменить.
>	В диалоговом окне Задание стандартного сечения измените характери-
стики бруса.
•	В =10 см;
•	Н = 10см.
>	Нажмите на 1. Брус 15x50, после щелкните на кнопку Копировать.
>	Нажмите на 4. Брус 15x50, после щелкните на кнопку Изменить.
>	В диалоговом окне Задание стандартного сечения измените характери-
стики бруса.
•	В = 6 см;
•	Н = 10 см.
Рис. 6.11. Диалоговое окно Жесткости элементов
Назначение жесткостей элементам
>	В списке жесткостей выделите курсором тип жесткости 1. Брус 15x50.
>	Щелкните по кнопке Установить как текущий тип (при этом выбранный тип
записывается в окне редактирования Текущий тип жесткости; также можно на-
значить текущий тип жесткости двойным щелчком по строке списка).
>	Выполните пункт меню Выбор => Отметка вертикальных элементов
(кнопка
на панели инструментов).
>	С помощью курсора выделите вертикальные элементы 1 и 2 (выделенные
элементы окрашиваются в красный цвет).
>	В диалоговом окне Задание жесткости элементов щелкните по кнопке На-
значить (с элементов снимается выделение — это свидетельство того, что вы-
деленным элементам присвоена текущая жесткость).
> В списке жесткостей выделите курсором тип жесткости 2. Брус 10x15.
у Щелкните по кнопке Установить как текущий тип (при этом выбранный тип
записывается в окне редактирования Текущий тип жесткости).
у С помощью команды Полифильтр выделите элементы 3 - 7,20 - 29.
у Выполните пункт меню Выбор => Полифильтр (кнопка _ZJ на панели инст-
рументов), выберете закладку Фильтр для элементов (рис. 6.12) и установите
флажок По номерам КЭ, в эту строку впишите 3 - 7,20 - 29.

у После этого щелкните по кнопке ISEJ
— Применить (выделенные элементы ок-
рашиваются в красный цвет).
у В диалоговом окне Задание жестко-
сти элементов щелкните по кнопке На-
значить.
Анапогичным образом назначаем же-
сткости элементам решетки фермы.
у В списке жесткостей выделите курсо-
ром тип жесткости 3. Брус 10x10.
У Щелкните по кнопке Установить как
текущий тип (при этом выбранный тип за-
писывается в окне редактирования Теку-
щий тип жесткости. Можно назначить те-
кущий тип жесткости двойным щелчком по
строке списка).
> С помощью команды Полифильтр
выделите элементы 8-11.
> Выполните пункт меню Выбор Ф По-
лифильтр (кнопка на панели инструмен-
тов), выберете закладку Фильтр для эле-
Рис.6.12. Диалоговое окно
Фильтр для элементов
ментов и установите флажок По номерам
КЭ, в эту строку впишите 8-11.
> После этого щелкните по кнопке 
— Применить (выделенные элемен-
ты окрашиваются в красный цвет).
> В диалоговом окне Задание жесткости элементов щелкните по кнопке На-
значить.
> Аналогично элементам 12-19 присвойте тип жесткости 4. Брус 6x10.
Смена единиц измерения
> С помощью меню Опции ф Единицы измерения вызовите диалоговое окно
Единицы измерения (рис. 6.13).
Единицы измерения	®
Подтвердить] Отменить г Справка
Рис. 6.13. Диалоговое окно Единицы измерения
> В закладке Исходные данные измените единицы измерения нагрузок
на
кН.
> Щелкните по кнопке - Подтвердить.
Задание нагрузок
Формирование загружения Na 1 (посто-
янное загружение)
>	С помощью меню Нагрузки Ф Нагрузки
на узлы и элементы (кнопка И на панели
инструментов) вызовите диалоговое окно
Задание нагрузок (рис. 6.14).
>	В диалоговом окне Задание нагрузок
выберите закладку Нагрузки на стержни и
щелкните по кнопке Равномерно распреде-
ленная нагрузка, при этом вызывается диа-
логовое окно Параметры нагрузки.
>	В диалоговом окне Параметры нагруз-
ки введите значение нагрузки 2,4кН-м.
Рис. 6.14. Диалоговое окно
Задание нагрузок
> Выделите элементы 20—29 (выделенные элементы окрашиваются в крас-
ный цвет).
> В окне Текущая нагрузка выделите равномерно-распределенную нагрузку
pz = 2.4 кН-м.
> Щелкните по кнопке
— Применить.
> В диалоговом окне Задание нагрузок выберите закладку Нагрузки на
стержни, установите флажок направления Y, щелкните по кнопке типа нагрузки
Момент, при этом вызывается диалоговое окно Параметры местной нагрузки.
> В диалоговом окне Параметры местной нагрузки введите значение на-
грузки М = 0,85 кН-м, А = 1.2 м. Выделите элемент № 1 и примените к нему теку-
щую нагрузку М = 0,85 кН м. Аналогично применяем к элементу № 1 момент М =
0,85 кН-м на высоте А = 2,4 м, А = 3,6 м, А = 4,8 м, А = 6,0 м. Для элемента № 2
моменты задаются аналогично с учётом знака М = -0,85 кН м (рис.6.15).
Формирование загружения Ns 2 (снеговая нагрузка)
Для смены номера текущего загружения вызовите диалоговое окно Актив
ное загружение с помощью меню Нагрузки => Выбор загружения (кнопка
на панели инструментов).
йа
Активное загружение
Параметры
Рис. 6.15. Задание мест-
ной моментной
нагрузки на элемент
Номер Л Л ;| I Гх1 ГТ
Имя (ЗАГРУЖЕНИЕ 2 снег на одной ст
Рис. 6.16. Диалоговое окно Активное
загружение
> Для обозначений загружений в окне Имя
впишите название загружения (ПОСТОЯН-
НОЕ). Для последующих загружений соответ-
ственно — СНЕГ 1, СНЕГ 2 „..ВЕТЕР 1 и т.д.
Выполнение этой процедуры необязательно,
однако желательно, поскольку при
табл. РСУ (см. ниже) позволяет
ошибок.
> В диалоговом окне Активное
ния выберете Загружение 2 (рис. 6.16);
задании
избежать
загруже-
> Щелкните по кнопке
Применить.
А
> Во втором загружений задаем снеговую нагрузку по схеме 3 (см. рис. 6.3, б).
>	В диалоговом окне Задание нагрузок выберите закладку Нагрузки на
стержни и щелкните по кнопке Равномерно - распределенная нагрузка, при
этом вызывается диалоговое окно Параметры нагрузки.
>	В диалоговом окне Параметры нагрузки введите значение нагрузки
2,2 кН-м.
>	Также в диалоговом окне Параметры установите флажок Проективная
(при этом программа при расчете автоматически преобразует проективную на-
грузку в равномерно - распределенную нагрузку на элемент; самостоятельно это
можно проделать, прикладывая равномерно распределенную непроекгивную
нагрузку, умноженную на косинус угла наклона элемента к горизонту).
>	Выделите элементы 20 - 24 (выделенные элементы окрашиваются в крас-
ный цвет).
> В окне Текущая нагрузка выделите равномерно-распределенную нагрузку
Pz=2,2 кНм.
> Щелкните по кнопке ISB - Применить.
Аналогично формируются загружения 3, 4, 5, соответствующие другим схе-
мам снеговых нагрузок. При этом для формирования снегового загружения, ко-
торое соответствует схеме 1 (см. рис. 6.3, б), необходимо прикладывать трапе-
циевидную нагрузку на каждый элемент верхнего пояса фермы (кнопка
в диалоговом окне Задание нагрузок) с установкой флага Проективная. Для
измерения длинны элементов с последующим заданием ее в параметрах трапе-
циевидной нагрузки можно использовать функцию Информация о размерах
(кнопка на панели инструментов).
При формировании загружений 2 и 4 удобно использовать функцию Копи-
ровать текущее загружение (падающее меню Нагрузки) с последующим удале-
нием «лишних» нагрузок с отмеченных элементов (кнопка на панели инстру-
ментов).
Формирование загружения № 6 (ветровая нагрузка слева)
> Для смены номера текущего загружения вызовите диалоговое окно Актив-
ное загружение с помощью меню Нагрузки Ф Выбор загружения (кнопка
““ на панели инструментов).
>	В этом диалоговом окне выберите Загружение 6.
>	В диалоговом окне Задание нагрузок выберите закладку Нагрузки на
стержни, установите флажок Система координат глобальная направление по
X, щелкните по кнопке типа нагрузки Равномерно - распределенная нагрузка,
при этом вызывается диалоговое окно Параметры местной нагрузки.
>	В диалоговом окне Параметры местной нагрузки введите значение на-
грузки Р = -1,11 кНм. Выделите элемент № 1 и примените к нему текущую на-
грузку Р = -1,11 кНм. Аналогично прикладываем к элементу №1 нагрузку Р = -
0.21 кН-м. Для элемента № 2 задаем Параметры местной нагрузки р = -
0.63 кНм и Р = -0.19 кН м.
Формирование загружения № 7 (ветровая нагрузка справа)
>	Аналогично заданию ветровой нагрузки, действующей слева на здание, за-
дается ветровая нагрузка, действующая в противоположную сторону. При этом
следует помнить о знаке задаваемых нагрузок.
Генерация таблицы РСУ
>	С помощью пункта меню Нагрузки Ф РСУ Ф Генерация таблицы РСУ вы-
зовите диалоговое окно Расчетные сочетания усилий (рис. 6.17).
>	В этом окне задайте следующие данные:
•	для Загружения 1 (ПОСТОЯННОЕ) выберите в списке Вид загружения —
Постоянное (0) и щелкните по кнопке Подтвердить (в строке Номер загру-
жения номер автоматически изменился на 2);
•	для Загружения 2 (СНЕГ 1) выберите в списке Вид загружения — Времен-
ное длит. (1), в текстовом поле Коэффициент надежности задайте 1,4. Для
того чтобы избежать возможного случая попадания в одну строку РСУ
нескольких снеговых загружений, необходимо снеговые загружения внести в
группу взаимоисключающих загружений. Для этого в текстовом поле № груп-
пы взаимоисключающих загружений задайте 1 и после этого щелкните по
кнопке Подтвердить (в строке Номер загружения номер автоматически из-
менился на 3);
Строительные нормы :
Номер загружения
Доля длительности
too
Расчетные сочетания усилим
Название загружения
Вид загружения
СНиП 2.01.07-85
7 "Н По умолчанию|
। N за-
i груже-
ния
BETEP2 <
L«x —  ..I,,,   -  _
(Кратковременное (2}
N группы объединяемых	fo~"~'
временных загружений	’
Учитывать знакопеременность Г~
N группы взаимоисключа-
ющих загружений
; NN сопутствующих
загружений
Коэффициент надежности
кран
ООО 1.401.00 >
ООО 1.40 too >
0 0 0 1.401.00 >
Рис. 6.17. Диалоговое окно Расчетные сочетания усилий
абсолютно аналогично вводятся загружения 3, 4, 5 (снеговые) с указанием
группы взаимоисключающих загружений 1;
1 ПОСТОЯННОЕ <0000000 1.10 too > < 1.00x1.00> <0.90>
2 СНЕГ1 < 1
3 СНЕГ2 <1
4 СНЕГЗ <1
5 СНЕГ4 < 1
6 BETEP1 < 2 0 0 2 0 0 0 1.400.35 >
р Коэффициенты для РСУ
NN столбцов коэФФ.РСУ
1 -е ос-
новное
сочета-
ние
2-е ос- Осо-
новное бое
сочета- сочета-
ние
ние
too
too-
0 95
Сводная таблица для вычисления РСУ:
N назв. Параметры РСУ Коэффициенты РСУ
о о
о о
о о
о о

для Загружения 6 (ВЕТЕР 1) выберите в списке Вид загружения — Кратко-
временное (2), в текстовом поле Коэффициент надежности задайте 1,4.
Опять же для того, чтобы избежать возможного случая попадания в одну
строку РСУ двух ветровых загружений, необходимо ветровые загружения вне-
сти в группу взаимоисключающих загружений. Для этого в текстовом поле №
группы взаимоисключающих загружений задайте 2 и после этого щелкните
по кнопке Подтвердить.
аналогично задайте данные для загружения 7 с указанием группы взаимоис-
ключающих загружений 2.
Статический расчет
Запустите задачу на расчет с помощью меню Режим => Выполнить расчет
на панели инструментов).
(кнопка
Просмотр и анализ результатов расчета
у После расчета задачи перейдите в режим результатов расчета через меню
Режим Результаты расчета (кнопка 12 на панели инструментов).
у В режиме просмотра результатов расчета по умолчанию отображается де-
формированная расчетная схема (рис. 6.18).
Рис. 6.18. Деформированная схема
Вывод на экран эпюр внутренних усилий
Выведите на экран эпюру N (рис. 6.19) с помощью меню Усилия Ф Эпюры
Ф Эпюры продольных сил (N) (кнопка
а затем
на панели инстру*

ментов).
Мксмшьюв уснли» J .38387
Рис. 6.19. Эпюры продольных сил N
О О Q о о
Для вывода эпюры Qz (рис. 6.20) выполните пункт меню Усилия => Эпюры
1 JI I
ф Эпюры поперечных сил (Qz) (либо кнопка IS3 на панели инструментов).
ЬЫсишчйчм youw 0.23М
Рис. 6.20. Эпюры перерезывающих сил Qz
а затем И
Выведите на экран эпюру Му (рис. 6.21) с помощью меню Усилия => Эпюры
Эпюры изгибающих моментов (MY) (кнопка £
струментов).
на панели ин-
МЬкмишмм убммм DJ471W
Рис. 6.21. Эпюры изгибающих моментов Му
Аналогично можно просмотреть деформированную схему и эпюры внутрен-
них усилий от других загружений.
Все данные, полученные в процессе решения задачи, могут быть представ-
лены в виде удобных для пользователя таблиц и выведены на печать командами
раздела «Стандартные таблицы» или «Интерактивные таблицы». По характеру
функционирования — это режим, содержащий команды формирования, просмот-
ра и печати таблиц результатов расчета.
Для создания Интерактивных таблиц выполните пункт меню Окно Ф Ин-
Ь:+;« /
ЧЗЙ .
Ё=Ё Л
144и4''^ на панели инструментов).
терактивные таблицы (кнопка
Командой инициируется вывод на экран диалогового окна Редактор форм
(рис. 6.22).
Редактор форм
J
Узлы
Элементы
Жесткости
Узловые нагрузки
Местные нагрузки
Перемещения
Усилия (стержни)
Усилия (пластины)
Усилия (объем.злем.)
Усилия (слец.злем.)
Частоты
Формы колебаний
Инерция
Веса масс
РСУ (стержни)
РСУ (пластины)
РСУ (абьем.злем.)
Устойчивость
Коэф, запаса
КоэФ. свободных длин
ЛИТЕРА
Нагрузка на Фрагмент
Таблицу - на экран j
Создать новую Форму
Удалить Форму
Сохранить список Форм
Справка
П>||| t* .	... Г  !
Отменить
Рис. 6.22. Диалоговое окно Редактор форм
Диалоговое окно в левой части содержит список данных расчета, в правой —
команды управления формированием таблиц. Этих команд четыре:
Создание таблицы РСУ ®
>	[Таблицу — на экран] — вывод на экран таблицы, форма и содержание кото-
рой определены в программном комплексе и наименование занесено в список ре-
дактора форм;
>	[Создать новую форму] — создание
новой таблицы, содержание и форма кото-
рой определяются пользователем;
> [Удалить форму] — команда удале-
ния таблицы из списка, помещенного в ле-
вой части диалогового окна. Команда при-
меняется для того, чтобы удалить из списка
те таблицы, для которых данные в текущем
расчете не получены;
> [Сохранить список форм] — команда
сохранения модифицированного списка
наименований таблиц.
Для выбранных элементов
Для всех элементов
Создать Отменить
„.....................—
Справка I
Рис. 6.23. Диалоговое окно
Создание таблицы РСУ
В рамках приведенного примера сформируем таблицу РСУ для необходи-
мых элементов схемы. Для этого понадобится выполнить следующее:
> выполните пункт меню Выбор => Отметка элементов (кнопка йЕана панели
инструментов);
> с помощью курсора выделите вертикальный элемент № 1 — колонна и эле-
мент № 12 — элемент раскоса фермы;
> щелчком мыши отметьте форму РСУ (стержни) и щелкните по кнопке Таблицу
на экран. На экран будет выведено диалоговое окно Создание таблицы эле-
ментов (рис. 6.23);
у в диалоговом окне выберите опцию Для выбранных элементов;
> щелкните по кнопке Создать. На экран будет выведено окно редактора с таб-
лицей РСУ (рис. 6.24).
Полученную таблицу можно сохранить из ниспадающего меню Файл:
а)
Е1 1 Ж Тайп**ц<	1 РСУ (стержни)	’ 		 1 . • • 	- 		 ’								
Фйл Редактировать QnytM.	1										
таблица РСУ (стержни)												
	ЭгЗ   ”1 Ч	' 7 * *:	У1  ? ’ ’ч  >   U:	ЧЯЖЭД	:MhW						? .^4'СЛ-1- ~ -^тй1е1	
				Ой	?М«ад“з~=5-			 - :	ii *' /Э	Е
:: < ..' ’ x.j- 	. -зл,-	1	i	длит	1	-2.203	2.136	-D.667	0.000	0.000	1 6	r.fefA- Ж
	1	2	-	длит	г	-4.531	-2.986	0.791	0.000	о.ооо	1 S 7	
	1 1	длит	5	-2.203	-3.161	0,663	0.000	0.000	1 7	
	1 1	длит	is	-4.653	-0.295	-0.019	0.000	0.000	1 5	в
	2	1	длит	2	-4.653	0.000	-0.019	0.000	0.000	1 5	
	Z	1	длит	14	-2.203	0.000	-0.104	0.000	0.000	1 7	i
SK--	Wa f- ' Жс:”*4‘	'*	•*г^’.?'* :Й				=j« •- ®		i /Н»	Jo		в Ак. . гм"	.Wt.
								HiShKi:* az-1 •		^‘^1
				 j’4						
Файл •: Редактировать «гцш .
2
э
2
5
14
2
Рис. 6.24. Окно редактора таблиц: а) колонна;,б) раскос фермы
РСУ {стержня}
Таблица РСУ (стержни)
плит
ДЛИТ
0.060
019
-О.010 : 0.000
0.000
0.012
0-000
0.000
3
12
длит
длит
ДЛИТ
длит
14
436
494
0.060
0.436
020
012
О. ООО
0.000
0.005 : -О
0.004
0.005
012
010
012 О
ООО
ООО
ООО
0.000
0.000
0.000




6
2
5
О
016
-0
494
0
О
О
О
о
О
о
О
0
1

Полученную таблицу можно сохранить из ниспадающего меню Файл:
> В отчет—этой командой созданная таблица переносится в отчет;
>	Копировать для документатора — команда копирования размещения таб-
лицы на листе графического документатора;
>	Копировать для Excel — команда копирует в буфер обмена выделенную
часть интерактивной таблицы для последующего формирования файла в формате
Excel;
>	Сохранить файл для Excel — команда вызывает стандартное диалоговое
окно для сохранения файла с таблицей в формате Excel.
6.3. Расчет раскоса фермы цельного сечения
Исходные данные
Исходными данными являются результаты статического расчета рамного
поперечника одноэтажного здания складского помещения, выполненного в
ПК ЛИРА 9.4 и приведенного выше в п. 6.2 данной главы (см. рис. 6.24, б).
Для выполнения расчета опорного раскоса фермы используется программа
«Расчет цельного сечения», входящая в состав ППП «Деревянные конструкции».
Расчетные уснт«
4
Правило
знаков .
Нагрузки ...........- 	......
| Монтажная” j Ветровая \ Сейсмическая | Гололедная |, При обрыве
	... It.....-----------
S Напряжения от постоянных и длительных нагрузок превышают 60% от всех нагрузок
Bypai мио - расчет де ре вя иных конеiрук ци й (ц^ ль нош се че нияj - фе рма_лсул bu г
Файл йнд ^правка .
Исходив данные Расчет
- Тит элемента
лотна
Тип сечения
N, тс | Фла
0.06 jP
0 4941г
 Размеры сечения 
Расчетная длина
Loy»1 2.08
h- = 10
Ь- 16
Loz-1 2.08 ( н
Брус
КРУГ j
Дополнительные параметры
Окно сообщении
Тил древесины:	| Сосна (кроне вейнутогяй)
Ты^тератуно^лажностные условия эксплуатации:	. Д1
О Расчет спор еоздушиях ЛЭП
Закрепление элемента из плоскости раы:
Сорт древесины: z
Нет закрепления v
i Доловит, коэффициент для расчетных сопротивлений:	• 1
Предельная гибкость
W *
• -исх*
Сжат. Раст
Пояса, опорн. раскосы н опорн. стойки ферм, колонны v., г Ц 15-
f Положи тельные направления


1 Ферна:

м

а
Рис. 6.25, Задание исходных данных для расчета опорного раскоса фермы
> В поле Тип элемента нажатием соответствующей кнопки выберите Тип эле-
мента: Ферма — центрально - сжатый (растянутый) элемент (незначительные
изгибающие моменты и поперечные силы в данном примере игнорируем).
>	В таблицу Расчетные усилия введите значения РСУ (см. рис. 6.24, б) — N (в
данном примере, поскольку игнорируются изгибающие моменты и поперечные си-
лы, выбираем максимальные значения сжатия и растяжения). При этом для опре-
деления расчетного сопротивления материалов в соответствии со СНиП 11-25-80
«Деревянные конструкции» для задаваемых строчек расчетных сочетаний усилий
необходимо установить флажок в поле — Напряжения от постоянных и дли-
тельных нагрузок превышают 80% от всех нагрузок, если это справедливо
для данной строчки расчетных сочетаний усилий. При нажатии соответствующих
кнопок в поле Нагрузки указываются кратковременные нагрузки, которые вошли в
данное сочетание, что будет условно обозначено в правом столбце Флаги. В дан-
ном случае в опасные сочетания не вошли кратковременные нагрузки (ветровые).
>	При нажатии кнопки Правило знаков в Окне сообщений отображается рису-
нок положительных направлений усилий в сечении элемента.
>	Выберете Тип сечения: Брус.
>	Задайте Размеры сечения: высоту h и ширину b для прямоугольного сечения
согласно исходным данным (см. рис. 6.1) (h = 10 см, b = 6 см).
>	Задайте расчетные длины элемента относительно осей соответственно У и Z
(термин «относительно оси» означает плоскость, перпендикулярную оси) —
1оу = = 2,08 м.
>	В окне Дополнительные параметры задаются все необходимые характери-
стики рассчитываемого элемента в соответствии со СНиП П-25-80 «Деревянные
конструкции» и коэффициент у, который при расчете будет умножен на расчетное
сопротивление древесины и назначается пользователем из собственных инже-
нерных соображений.
Результаты расчета
>	Для выполнения расчета и просмотра результатов расчета необходимо перей-
ти на закладку Расчет, где будут отображены результаты проверки сечения в виде
процентов использования по необходимым критериям (отношение фактического
напряжения, гибкости и т.д. к предельному значению, умноженное на 100%), а так-
же выводы об обеспечении тех или иных критериев (Прочность обеспечена. Пре-
дельная пакость обеспечена и т.д.).
>	Данные результатов расчета можно распечатать непосредственно из про-
граммы, а также сохранить в Отчете (Файл Ф Сохранить отчет как...),
>	Для вывода максимальных результатов по каждой из проверок вызовите меню
Вид ф Только определяющие РСУ.
>	Для вывода развернутого отчета с приведенными там численными формула-
ми проверок вызовите меню Вид *=> Сокращенная форма.
>	Отчет по расчету деревянных конструкций (развернутая форма) имеет вид,
представленный ниже.
Отчет по расчету деревянных конструкций
1. Исходные данные
№ п/п	Параметр	Значение				
1	Тип элемента	Ферма	AZ			
2	Размеры сечения	h = 10 см b = 6 см	h		k ‘	У 1
3	Расчетная длина	Loy = 2,08 м Loz = 2,08 м			: V- Т.?' g  ' : 1 : . -жи ::ч- ।	
					>	
4	Сорт древесины	2				
5	Тип древесины	Сосна, кроме веймутовой				
6	Закрепление элемента из плоскости рамы	Нет закрепления				
7	Температу рно-вл ажностные условия эксплуатации	А1: внутри отапливаемых помещений при темпера- туре до 35 °C, относительной влажности воздуха до 60%				
№ п/п	Расчетные усилия, тм	
	N, тс	Флаги
1	0,06	Р
2	-0,494	Р <
2. Расчет
№ РСУ	Проверка	Формула (номер по СНиП)		Левая часть	Правая часть	% использ.	При- годн.
	на проч- ность при централь- ном растя- жении	Кр„	<0 Rpjn	'HIt'ITiд-тн-тб-т^-у Rp,m=70-1-1 -0,8-1 -1-1-1; Fht = 60		1	56	1,7857	а/
1	на пре- дельную гибкость	'о 1 'с г	£ £ CO T- (0 CM co co co •>. CM T-' О	CJ X	* II II ro	03	L м VI	VI >-> L у 1 n	72,053 120,09	150 150	48,036 80,059	
	на устой- чивость плоской формы деформи- рования при цен- тральном сжатии	1 ф- ^с,т R	— < R	(0 p	c.m ’ HT = Кс-те-гт1г‘Ппд'Г1пн-тб-тсп-у cm =130-1-10,8-1-1-1-1; Ф = 0,20803; Fht= 60	39,579	104	38,056	
2	на проч- ность при централь- ном сжатии	^СЛ1 ° Rem —	— < R	(5) p - Cm	4 z HT  RB-m#>mT>mB-mH>m6-rncn- у 130-1-10.8-1-1-1-1; Fur = 60	8,2333	104	7,9167	
	на пре- дельную гибкость	Io f *0 г	- “^макс	W У -1Хмакс	(9) z ry=2,8868 rz=1,7321	72,053 120,09	120 120	60,044 100,07	X
3. Вывод
1.	Прочность при центральном растяжении обеспечена,
2.	Предельная гибкость обеспечена.
3.	Устойчивость при центральном сжатии обеспечена.
4.	Прочность при центральном сжатии обеспечена.
Условия проверки полностью прошли 2 из 2 расчетных сочетаний усилий
данного элемента деревянной конструкции. Всего выполнено 5 проверок, из ко-
торых 5 - успешно.
6.4. Расчет колонны клееного сечения
Исходные данные
Исходными данными являются результаты статического расчета рамного'
поперечника одноэтажного здания складского помещения, выполненного в
ПК ЛИРА 9.4 и приведенного выше в п. 6.2 данной главы (см. рис. 6.24, б).
Для выполнения расчета колонны используется программа «Расчет клеено-
го сечения», входящая в состав ППП «Деревянные конструкции».
fit Буратино - расчет деревянных конструкций (клееного сепения) - нолонна_илей.Ьиг
файл ЙИА Древка
| Исходи?» данные -Расчет?
Тип элемента ........
Колонна
Ферма |
•  Параметры досок в пакете- -
Шфина
_ Строгание
'125	5...1мм
Количество
13 шт
Z
Толщина
Строгание
Расчетные усилия
Л?::...:::	N, тс	Му, тс и [	QZ, ТС [	Мг, тс м [	Qy, тс [ Флаги	
Ж	-2.203	2.136;	•0.68?	0	О’Р-Ийг	
	-4.531	-2.986	0791	0	ОРтту	
3	-2.203	-3.161	0.863	о.	0 Р+У/ 0 Р '	
U;:	-4,653	-0.295	-0.019	0		
Й"	-4.653	0	-0.019	0	0Р	
*6-	-2.203	0	-0.106	0	OP+w	
dSc?						
9					*		
Нагрузки ”
Ветровая ^Сейсмическая:
Правило знаков
.....Расчетная длина
Юу* ^7.2и L°Z-1 3.6 j и
f Монтажная
jf'lKflflHlfc	И
Ej Напряжения от постоянных к длительных нагрузок превышают 60% от всех нагрузок
Дополнительные параметры
Окно сообщений
Тип древесины:
Сосна (кроме веймутоеой)
Температуно-влажностные условия эксплуатации:	j Д1
Сорт Древесины.' g
Закрепление элемента из плоскости ремы: В о дней месте в сред» v
Дополнит, коэффициент для расчетных согротмвлений
Предельная гибкость •	•
Сжат. Раст.
. jПояса, опорн. раскосы и опорн. стойки ферм, кслонны ’*?.1 :
fAz
N
? Положительные направления
Рис. 6.26. Задание исходных данных для расчета колонны клееного сечения
> В поле Тип элемента нажмите соответствующую кнопку и выберете тип эле-
мента: Колонна — внецентренно - сжатый (растянутый) элемент.
> В таблицу Расчетные усилия введите значения — N, Му, Мг, Оу, Ох согласно
;50 Vj ? 6 нм

таблице РСУ (aw. рис. 6.24, а). При этом, для определения расчетного сопротив-
ления материалов в соответствии со СНиП 11-25-80 «Деревянные конструкции» для
задаваемых строчек расчетных сочетаний усилий необходимо установить флажок
в поле — Напряжения от постоянных и длительных нагрузок превышают
80% от всех нагрузок, если это справедливо для данной строчки расчетных со-
четаний усилий. При нажатии соответствующих кнопок в поле Нагрузки указыва-
ются кратковременные нагрузки, которые вошли в данное сочетания, что условно
обозначается в правом столбце Флаги. В рассматриваемом случае в первое, вто-
рое, третье и шестое сочетание РСУ вошла ветровая нагрузка.
>	Необходимо отметить, что введение пятой и шестой строк РСУ в данном при-
мере не обязательно, поскольку значения сочетаний, введенные соответственно в
четвертой и первой строке будут явно значительнее.
>	При нажатии кнопки Правило знаков в Окне сообщений отображается рису-
нок положительных направлений усилий в сечении элемента.
>	Задайте размеры сечения. Для этого в поле Параметры досок в пакете ука-
жите количество досок, выберите из раскрывающегося списка ширину и толщину
досок клееного сечения, укажите величины строгания, что в случае необходимости
также позволяет скомпоновать сечение из нестандартных досок. Принимаем ко-
лонну прямоугольного сечения постоянного по высоте. Сечение колонны склады-
ваем из 13 досок величиной строгания 6 мм. Величину механической обработки
клееного пакета по бокам принимаем 50 мм, что условно учитываем величиной
строгания каждой доски по ширине 5 мм.
>	Итак, исходя из сортамента, выбираем доски 125x50 мм, строгание по ширине
— 5 мм, по толщине — 6 мм. Сечение колонны составляем из 13 досок: h = (50 - 6)
х 13 = 572 мм.
>	В поле Расчетная длина задайте Ц, loz — расчетные длины элемента относи-
тельно осей соответственно Y и Z (термин «относительно оси» означает плос-
кость, перпендикулярную оси): loy = 7,2 м, l0l = 3,6 м (принимаем, что колонна из
плоскости рамы раскреплена распоркой).
>	В поле Дополнительные параметры задаются все необходимые характери-
стики рассчитываемого элемента в соответствии со СНиП II-25-80 «Деревянные
конструкции» и коэффициент у. который при расчете умножается на расчетное
сопротивление древесины и назначается пользователем из инженерных сообра-
жений.
Результаты расчета
> Для выполнения расчета и просмотра результатов расчета необходимо перей-!
ти на закладку Расчет, где будут отображены результаты проверки сечения в виде
процентов использования по необходимым критериям (отношение фактического
напряжения, гибкости и т.д. к предельному значению, умноженное на 100%), а так-
же выводы об обеспечении тех или иных критериев (Прочность обеспечена. Пре-,
дельная гибкость обеспечена и т.д.).
i
> Данные результатов расчета можно распечатать непосредственно из про-
граммы, а также сохранить в Отчете (Файл Ф Сохранить отчет как...).
> Для вывода максимальных результатов по каждой из проверок вызовите менк)
Вид Ф Только определяющие РСУ.
> Для вывода развернутого отчета с приведенными там численными формула-'?
ми проверок вызовите меню Вид Ф Сокращенная форма.
> Для вывода только максимальных процентов использования по каждой из?
проверок необходимо указать в меню Вид Ф Только определяющие РСУ.
Отчет по расчету колонны клееного сечения (сокращенная форма) представлен
ниже.
Отчет по расчету деревянных конструкций
1. Исходные данные
№ п/п	Параметр	Значение			
1	Тип элемента	Колонна клееная из 13 досок			
2	Размеры сечения	h = 57.2 см b = 12 см	h	г;	g||| У
3	Расчетная длина	Loy = 7.2 м Loz = 3.6 м			
4	Сорт древесины	2			* -->!
5	Тип древесины	Сосна, кроме веймутовой			
6	Закрепление элемента из плоскости рамы	В одном месте в средине			
7	Температурно- влажностные условия эксплуатации	А1: внутри отапливаемых помещений при	тем- пературе до 35 °C, относительной влажности воздуха до 60%			
2. Расчет
п/п	Расчетные усилия, тм					
	N, тс	Му, те м	Qz, тс	Mz, те м	Qy, тс	Флаги
1	-2,203	2,136	—0,687	0	0	P+W
2	—4,531	-2,986	0,791	0	0	P+W
3	-2,203	-3,161	0,863	0	0	P+W
4	—4,653	-0,295	—0,019	0	0	Р
5	-4,653	0	-0,019	0	0	Р
6	-2,203	0	-0,106	0	0	P+W
3. Результат
№ РСУ	Проверка, % использования			
	Прочность	Скалывание	Устойчивость	Г ибкость
1	29,699	11,432	33,905	36,337 86,603
2	43,929	13,162	54,228	36,337 86,603
3	42,694	14,36	45,651	36,337 86,603
4	11,244	0,37939	28,056	36,337 86,603
5	6,6366	0,37939	23,892	36,337 86,603
6	2,6184	1,7639	9,4264	36,337 86,603
4. Вывод
1.	Прочность обеспечена.
2.	Прочность по скалыванию обеспечена.
3.	Устойчивость обеспечена.
4.	Предельная гибкость обеспечена.
Условия проверки полностью прошли 6 из 6 расчетных сочетаний усилий
данного элемента деревянной конструкции. Всего выполнено 24 проверки, из ко-
торых 24 — успешно.
6.5.	Расчет колонны составного сечения
Исходные данные
Исходные данные такие же, как в п. 6.2 данной главы.
Для выполнения расчета второго варианта колонны (составного сечения)
используется программа «Расчет составного сечения», входящая в состав
ППП «Деревянные конструкции».
Рис. 6.27. Задание исходных данных для расчета колонны составного сечения
>	Исходные данные, кроме описания конструкции колонны (параметры сече-
ния, наличие и параметры промежуточных вставок, а также связи) такие же, как и
в предыдущем примере (строки 5 и 6 сочетаний удалены).
>	Для задания размеров сечения в поле Параметры досок в пакете необхо-
димо указать количество досок (не менее 2 шт.). Размеры сечения определя-
ются параметрами досок в пакете. Толщину можно задать разную для каждой
доски (для этого нужно установить флажок в поле Разная) или одинаковую для
всех досок пакета. Ширину и высоту поперечного сечения досок в пакете можно
выбрать согласно сортаменту в раскрывающемся списке или ввести требуемое
значение вручную. Для ввода значения вручную надо в раскрывающемся списке
ширины или высоты соответственно выбрать <...> и в соседнем окошке ввести
требуемое значение.
>	Для данного примера выбираем 5 досок одинаковой толщины размерами
125x100 мм.
у Сечение разбито по высоте с помощью промежуточных вставок (прокладок)
через 1,6 м. Устанавливаем флажок в поле Прокладки и указываем их толщину
__40 мм, а расчетную длину ветви L1 устанавливаем равной 1,6 м.
у В ниспадающем окне Связи выбираем Гвозди с диаметром 0,5 см.
у Устанавливаем флажок Конструкция построечного типа, что будет учиты-
ваться соответствующим коэф, к расчетному сопротивлению древесины растя-
жению.
Результаты расчета
у Для выполнения расчета и просмотра результатов расчета необходимо пе-
рейти на закладку Расчет, где будут отображены результаты проверки сечения в
виде процентов использования по необходимым критериям (отношение фактиче-
ского напряжения, гибкости и т.д. к предельному значению, умноженное на
100%), а также выводы об обеспечении тех или иных критериев (Прочность
обеспечена. Предельная гибкость обеспечена. Прочность по скалыванию при
изгибе обеспечена).
у Результаты расчета можно распечатать непосредственно из программы, а
также сохранить в Отчете (Файл Ф Сохранить отчет как...).
У Для вывода максимальных результатов по каждой из проверок вызовите ме-
ню Вид Ф Только определяющие РСУ.
>	Для вывода развернутого отчета с приведенными там численными форму-
лами проверок вызовите меню Вид Ф Сокращенная форма.
>	Для вывода только максимальных процентов использования по каждой из
проверок необходимо указать в меню Вид => Только определяющие РСУ.
Отчет по расчету колонны составного сечения (развернутая форма с макси-
мальными значениями процентов использования по каждой из проверок) пред-
ставлен ниже.
Отчет по расчету деревянных конструкций
1. Исходные данные
№
п/п
Параметр
Значение
2
5
Тип элемента
Размеры сечения
Расчетная длина
Длина ветви
Закрепление элемента
из плоскости рамы
Толщина досок
Вид связей
Тип древесины
Температурно-
влажностные условия
эксплуатации
Колонна составная из 5
досок. Построечного
изготовления
h = 66 см
b = 12,5 см
Loy ~ 7,2м
Loz = 3,6 м
И=1,6м
В одном месте в средине
h1=100 мм Прокладки: t ~ 40 мм
Г возди диаметром 0,5 см
Сосна, кроме веймутовой. Сорт 2
А1: внутри отапливаемых помещений при температуре до
35 °C, относительной влажности воздуха до 60%
п/п	Расчетные усилия, тм					
	N, тс	Му, те м	Qz, тс	Mz, тем	Qy, тс	Флаги
1	-2,203	2,136	-0,687	0	0	P+W
2	-4,531	-2,986	0,791	0	0	P+W
3	-2,203	-3,161	0,863	0	0	P+W
4	-4,653	-0,295	-0,019	0	0	р
№ РСУ	Проверка	Формула (номер по СНиП)				Левая часть	Правая часть	% ис- польз.	При- ГОДН.
2	на устойчи- вость плоской формы де- формирова- ния при вне- центренном сжатии	N			n ^1 (33) le'i^cn 7* 1-1-1; 1-1-1; f =1,0404; 2e+005	0,45317	1	45,317	
		<PRc.mF6p Rc.m “Re-ПГ Rc.m = V Ru.m = 1z F6p= 625; ф: Wep = 823;		^^у^и.гтУ^бр j ijm-m/m -n Б	Т	Д П Ю-1-1-0,8’1,2- KM -10,8'1,2- = 0.65657; <pM >; Мд,у =3,156					
2	на устойчи- вость наибо- лее напря- женной ветви	^_+2Jw<<f>Rc	(35) нбр	vv6p Rc.m -RcTn.'iTifm^mH-me-ma-y Rcm= 140-1-1-0,8-1,2-1-1-1; F6p= 625; W6p= 8232; МдУ = 3,1562e+005; q>i = 0,75424				45,591	101,37	44,975	'J
2	на прочность при внецен- тренном сжа- тии	N M,v -+^R.m (28) рас vvy Rcjn -К^т^т/тдТПнТПв ГПд-у Rc.m=1401-1 0,8-1,2-1-1-1; Fpac= 625; Мд.у = 3,1562e+005; Wy = 8232				45,591	134,4	33,922	
3	на прочность по скалыва- нию при изги- бе	^ck = Rck= 1	sv ^-<RCK	(18) R^mgm/m^mH-mB-nwy 6-1-1-0,8-1,2-1-1-1; Sy= 5250; ly= 2,5021 e+005			1,4486	15,36	9,4312	
4	на предель- ную гибкость				(И) (9) = 35,985;	79,975 99,766	120 120	66,646 83,138	
		+	- ^макс — <X г ~ макс 2 Ру =1,6022; Ai= 55,426; Ay rz- 3,6084; nc= 6(							
3. Вывод
1.	Устойчивость при центральном сжатии обеспечена.
2.	Устойчивость наиболее напряженной ветви обеспечена.
3.	Предельная гибкость обеспечена.
4.	Прочность при внецентренном сжатии обеспечена.
5.	Прочность по скалыванию при изгибе обеспечена.
Условия проверки полностью прошли 4 из 4 расчетных сочетаний усилий
данного элемента деревянной конструкции. Всего выполнено 20 проверок, из ко-
торых 20- успешно.
Литература к главе 6
1.	СНиП 11-25-80. Деревянные конструкции. — М.: Стройиздат, 1982. — 65 с.
2.	Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП 11-25*80) / ЦНИИСК
им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1986. — 216 с.
3.	Клименко В.З. Проектування дерев'яних конструкцм: Навч. Поабник. — К.: I3MH,
1998. — 432 с.
4.	Пакеты прикладных программ для автоматизированного проектирования конструк-
ций: Учеб, пособие / М.С. Барабаш , Ю.Д. Гераймович , А.Н. Кекух, М.В. Лазнюк , Е.Б.
Стрелец-Стрелецкий / Под ред. А.С. Городецкого — К.: «Факт», 2006. — 112 с.
Раздел II. ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ,
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЗАДАЧИ
Глава 7. ТОНКОСТЕННЫЕ СТЕРЖНИ И ОБОЛОЧКИ
7.1.	Общие положения
Расчет тонкостенных стержней с учетом всех известных факторов является
достаточно сложной задачей на настоящем этапе, когда, казалось бы, давно раз-
работаны и в той или иной степени апробированы: техническая теория Власова
[1, 2], теория местных напряжений Лампси [3], теория закритической несущей
способности [4], некоторые другие инженерные методики [5,22].
Прямое использование методов теории упругости, которая позволяет полу-
чить действительное НДС, применительно к тонкостенным стержням практически
невозможно из-за чрезвычайных математических трудностей такого порядка, что
даже при современном развитии вычислительной техники вряд ли возможно ре-
комендовать эти методы для повседневной инженерной практики.
Численные методы, в том числе МКЭ, которыми оперируют современные
программные комплексы, далеко не полно охватывают все спектры вопроса рас-
чета тонкостенных металлических конструкций. С другой (практической) стороны
вопроса, справедливым будет замечание о крайней ограниченности отечествен-
ных нормативных документов [6, 7, 9] для проверки стержней на факторы, вы-
званные кручением стержней и депланацией сечения.
Целью данной главы является демонстрация возможности ПК ЛИРА для
расчетов тонкостенных стержней и оболочек, рассмотрение некоторых трудно-
стей численных исследований и возможности их решения с помощью имеющихся
средств, а также затрагиваются некоторые вопросы, требующие дальнейших ис-
следований.
7.2.	Прочность тонкостенных стержней
Перейдя к рассмотрению вышеуказанных известных методов расчета тонко-
стенных стержней МК, постараемся сразу же акцентировать внимание на практи-
ческой стороне вопроса возможности использования МКЭ и, в частности, биб-
лиотеки МКЭ, существующей в ПК ЛИРА
Запишем в общем случае без учета знаков уравнения напряженного состоя-
ния тонкостенного металлического стержня:
^lacty»
где a!oCi, tlocl — местные (локальные) напряжения, вызванные характером
распределения нагрузки и другими факторами, вызывающими концентрацию на-
пряжений; —ю,	— компоненты напряжений соответственно от бимомен-
та и изгибно-крутящего момента, возникающие при стесненном кручении и рас-
смотренные в теории тонкостенных упругих стержней Власова. Остальные ком-
поненты являются известными нам из сопротивления материалов (теория бруса).
В уравнения (7.1) не вошли некоторые компоненты напряжений, например
касательные напряжения, направленные по нормали к профильной линии, кото-
рые отмечаются в [1] и принимаются равными нулю как величины весьма малые.
Как уже выше отмечалось, относительно точное распределение напряжений
можно получить, используя трехмерную теорию упругости, т.е. применительно к
МКЭ, используя объемные КЭ.
Последний способ решения таких задач является достаточно громоздким как
при задании исходных данных, так и при выполнении расчетных процедур. Осо-
бенно это касается тонкостенных конструкций. Поэтому в практике расчета и
проектирования МК он используется достаточно редко — это, как правило, ис-
следовательские задачи, связанные с выявлением влияния концентраций на-
пряжений и других факторов в отдельных элементах (участках) конструкций. Не-
обходимо отметить, что в машиностроении моделирование поведения элементов
деталей и конструкций от различных видов воздействий с помощью объемных КЭ
является наиболее распространенной задачей.
Вернемся к стержневой постановке вопроса. Что же могут предложить со-
временные промышленные программные комплексы при использовании стерж-
невых КЭ (в ПК ЛИРА — универсальный стержень (КЭ 10)).
Местные (локальные) напряжения в уравнениях стержневого КЭ не имеют
места. Численные исследования концентраций производятся только с помощью
трехмерной теории упругости (реже в плоских задачах). При этом для этих целей,
в особо ответственных конструкциях, например самолетостроения [12 и др.], раз-
рабатываются специальные объемные КЭ, позволяющие с еще большей точно-
стью отразить влияние концентраторов на НДС.
В КЭ типа стержня присутствуют только шесть степеней свободы — три пе-
ремещения (X, Y, Z) и три поворота (UX, UY, UZ), поэтому компоненты напряже-
ний, связанные с так называемой седьмой степенью свободы — депланацией
сечения [2, 11], не учитываются. Авторам не известны промышленные программ-
ные комплексы, в которых это положение сегодня было бы реализовано.
Ученые по этому поводу пока не пришли к единому мнению о реализя! [ии
седьмой степени свободы в МКЭ. Существует мнение, что ее реализация невоз-
можна без введения 8-й и 9-й степеней свободы, которые, в свою очередь, вооб-
ще не имеют пока физического осмысления.
С учетом всего вышесказанного компоненты напряженного состояния, кото-
рые пользователь получит в результате расчета, вместо (7.1) приобретут вид
Мг м
X
Z
МКл.
(72)

Мк., Qz^y
xz
Jd ''у1	J 2l
Нетрудно заметить, что учитываемые факторы заметно оскудели. Однако и
это еще не все. Поскольку действующие нормативные документы нам ничего не
говорят о крутящем моменте (исключение составляют подкрановые балки), то
программа подбора и проверки стальных сечений ЛИР-СТК (см. главу 1) пренеб-
режет первой слагаемой касательных напряжений.
Последнее весьма справедливо для большинства сечений открытого про-
филя, однако для замкнутых профилей зачастую может привести к ошибкам при
проектировании.
Необходимо отметить, что многие из факторов, как -то: локальные напряже-
ния и воздействия от крутящих моментов, в большинстве случаев «нейтрализу-
ются» конструктивными приемами. Перечисление их, наверное, бессмысленно,
так как многие из них достаточно известны или, наоборот, будут решаться конст-
руктором для каждого конкретного случая.
Выводом из всего вышесказанного может послужить то, что даже для тради-
ционных конструкций иногда приходится проводить дополнительные исследова-
ния о влиянии на НДС дополнительных факторов. О проблемах легких металли-
ческих конструкций сказано в литературе достаточно [1—4, 13—19 и др.]. При
этом пути решения этих проблем во многих случаях даже еще не намечены.
7.3.	Определение геометрических характеристик тонкостенных
сечений
При инженерных расчетах тонкостенных сечений стержней с помощью тех-
нической теории Власова возникает необходимость в определении «дополни-
тельных» геометрических характеристиках, что является достаточно сложной
задачей.
Исследованию тонкостенных сечений в докомпьютерный период (и сейчас)
посвящено большое количество монографий и статей, в которых отдельно рас-
сматривались случаи открытых, замкнутых и полузамкнутых профилей и для ка-
ждого из них предлагались оригинальные и часто изящные, но, к сожалению, не
универсальные методы вычисления геометрических характеристик. Предложен-
ный подход, реализованный в программах ЛИР-КС (конструктор сечений) и ЛИР-
КТС (конструктор тонкостенных сечений), входящих в ПК ЛИРА, а также в про-
граммах «Параметрические тонкостенные сечения» и «Создание и расчет про-
летных строений стальных мостов», входящих в состав ППП «Геометрические
характеристики сечений» и «Мостовые конструкции», является, по мнению авто-
ров ПК ЛИРА, универсальным [20,21].
Площадь сечения F, координаты центра тяжести ус, zc, главные моменты
инерции I , 1г и координаты вершин ядра вычисляются по известным алгорит-
мам сопротивления материалов.
Для вычисления в ЛИР-КТС момента инерции кручения 1кр , сдвиговых
площадей Fv, F., секторального момента инерции Г,, положения центра кру-
чения и центра изгиба (сдвига) используется методика, основанная на теории
Сен-Венана: требуется определить три заданные в области сечения Q функции
LUj, ш,, ищ, первая из которых соответствует кручению, вторая и третья — сдви-
гу. Функции щ, удовлетворяют в области Q уравнению Дщ = f,, на границе Г
области Q — граничному условию щп +g,= 0, где Дщ = “Т2 +“^2 — оператор
Лапласа, щп — производная щ по направлению нормали к границе Г,
щ „ =—и2 +—-п3, (п2, пЗ) — единичный вектор нормали к Г, f} = 0, f2 = у,
’ ду 8z
gl = УЪ ~	-
- у2 \г3 -]• ///4, ц — коэффициент Пуассона.
Функции щ находятся методом конечных элементов из принципа возможных
перемещений:
-------к-----+ fy d£i+ g,wr = o.
Л By By oz В- Jl J	J®'
7	7	r
По найденной щ, вычисляются:
момент инерции кручения /
ац

координаты центра кручения ,у0 = - I
о
2, z0 = рщ d£l/I3;
Q
секториальный момент инерции /щ= j^n-^/2-c02/3- |V1t/Q
fl	Vfi
и координаты центра изгиба (сдвига)
м
„О
Сдвиговые площади Fy, Fz вычисляются по функциям Щг,	.
Обозначим
з22 -
3Ч>2 _ _
~Z~  Ззз “
_ Myz 5ф3
332 --"7“
_ Myz бф2
23	2 3z
|(^22 + ^2з)^Щ,
(7.4)
тогда
у 'у = Яг/ (l2 (1+м)) , 1/FZ = q3/ (l3 (1 + м)) .	(7.5)
При реализации в ЛИР-КТС область сечения разбивается на прямоугольные
полосовые конечные элементы. Искомые функции	на каждом прямо*
угольнике представляются в виде
m(y,z) = m(y) + zq(y),	(7.6)
ось у направлена вдоль длинной стороны, ось z - вдоль короткой, «тон-
костенной». Тогда
^L=dji+Z^L	^ = о(у)	(77}
ду dy dy	5z	( ’
Подставив эти формулы в уравнение принципа возможных перемещений,
получим уравнение МКЭ для определения функций <р,,	. Характеристики тон-
костенного сечения вычисляются по найденным у; так же, как в общем случае.
7.4.	Устойчивость тонкостенных стержней и оболочек
Для расчета устойчивости тонкостенных стержней зачастую необходим учет
седьмой степени свободы — депланации, поскольку при определенной геомет-
рии конструкции первой формой потери устойчивости может оказаться крутиль-
ная форма потери устойчивости [1, 2]. Кроме того, местная1 потеря устойчивости,
инициирующая впоследствии и общую потерю устойчивости системы, не может
быть определена в стержневой постановке. Для таких исследований стержневые
системы моделируются в виде расчетных моделей из набора пластинок и оболо-
чек.
При исследования НДС и устойчивости тонкостенных конструкций с учетом
всех вышеизложенных факторов используются плоские конечные элементы тре-
угольной оболочки с тремя узлами в углах (КЭ42), прямоугольной (КЭ41) и четы-
рехугольной (КЭ44) оболочки с четырьмя узлами в углах, в которых для решения
разрешающего уравнения используется метод одинарных рядов [22].
Указанные КЭ построены по классической теории, основанной на использо-
вании гипотез Кирхгофа-Лява [22], и реализованы в форме перемещений [10,
20]. Узлы имеют пять степеней свободы: и,, ц, ш,, ср,, 9,. В работе [23] доказана
сходимость прямоугольных плоских КЭ для цилиндрической оболочки и тре-
угольных плоских КЭ для произвольной оболочки.
Функционал устойчивости (недеформированной схемы) для линейно упругой
трехмерной задачи имеет вид
П(<т, V) = Е( V)+А(ст, V),	(7.8)
где V = (Г, , V2, ) — возможное перемещение;
£(Г) — квадратичный функционал потенциальной энергии линейной за-
дачи;
=	— напряжения, полученные в результате решения линейной
задачи;
1 Понятия «местная» и «общая» потеря устойчивости, которые используются в МК,
являются с точки зрения строительной механики сутью одной и той же задачи — поиска
собственных значений для матриц tfv+MCNv = (h где К — матрица жесткости «обыкно-
венная»; kv — геометрическая матрица жесткости. Другими словами «местная» и «об-
щая» потеря устойчивости являются формами потери устойчивости всей системы из всего
спектра собственных функций.
При этом в некоторых частных случаях термины «местная» и «общая» потеря устой-
чивости могут быть перенесены на элемент конструкции. Например, для балок с гофриро-
ванной стенкой (рис. 7.1, 7.2), пример с моделированием которых будет рассмотрен чуть
ниже, различают «местную» потерю устойчивости гофрированной стенки от действия ка-
сательных напряжений, когда устойчивость теряет панель гофра (например, стенка или
пояс профнастила, который образует стенку двутавра), и «общую» потерю устойчивости
стенки, когда потеря устойчивости происходит по характерным диагональным полуволнам
по аналогии с плоскими стенками (рис. 7.5—7.8). Как видим, «местная» потеря устойчиво-
сти стенки двутавра, в свою очередь, может подразделяться опять же на «местную» и
«общую» потерю устойчивости стенки.
3
(7.9)
о
Для пластин применяем представление перемещений (гипотеза Кирхгофа):
Vt =v, ~x3dv3jdxx , V2=v2-x3dv3/dx2, V3=v3,	(7.Ю)
функции v, зависят только от х,, х,.
Дифференцируем (7.10), подставляем в (7.9) и интегрируем по толщине пласти-
ны. Отбросив малые по сравнению с £(г) слагаемые, получим
.	(Nnvt + 2N12v3 , v3>2 + N22v3 >2 ) +
22 VU
dxtdx2 ’	(7-11)
*1.2
— погонные усилия и моменты (N33 = М3, ~ 0),
*2-*2,(>)₽).	(7.12)
+z^m11Pi;i+(m12pj2jv2>1-
где Q2 — срединная плоскость пластины;
Pi = ^з /^2 > Рг ~	/<Ц — повороты,
8	5
NIJ = ]\<&з - Mij =-рз<
-8	-8
25 — толщина пластины.
Для стержней используется представление перемещений
V} = v1-x2v21
где х2, х3 — координаты в главных центральных осях сечения,
х2,о  хз,о — координаты (в главных осях) центра кручения,
Pi — поворот вокруг оси стержня х,, функции Р1, у, зависят только от х,.
Как и для пластин, дифференцируем (7.12), подставляем в (7.9) и интегрируем по
сечению, отбросив малые слагаемые.
Тогда
где/? —длина стержня.
Приведенный и широко апробированный пользователями ПК ЛИРА метод
расчета устойчивости элементов конструкций направлен на возможность получе-
ния достоверных данных при расчете и проектировании тонкостенных конструк-
ций зданий и сооружений различного назначения.
Указанные методы, используемые в ПК ЛИРА, беспрерывно совершенству-
ются.
7.5. Пример моделирования и расчета балок с поперечно гофри-
рованной стенкой
Исследования работы тонкостенных конструкций и разработки теоретиче-
ских положений по их расчету основывались и апробировались до недавнего
времени в основном на натурных экспериментах. На сегодняшнем этапе в лите-
ратуре прочно закрепилось понятие численного эксперимента. Развитие аппара-
та МКЭ, который лег в основу мощных программных комплексов, таких как
ПК ЛИРА, позволяет с достаточной точностью решать сложнейшие задачи ли-
нейной и нелинейной статики и динамики строительных конструкций.
Важно отметить, что численные и натурные эксперименты не входят в про-
тиворечие между собой, а скорее дополняют друг друга. Основным преимущест-
вом численных исследований является возможность многовариантного исследо-
вания одной и той же конструкции с необходимыми уточнениями расчетной мо-
дели, поиском слабых мест и изысканием резервов несущей способности. При
этом значительно облегчается задача усовершенствования и поиска рациональ-
ной формы конструкции. Наглядно можно проследить места, на которые необхо-
димо обратить особое внимание при проведении натурного эксперимента на кон-
струкции или модели. Натурный же эксперимент позволяет подтвердить или оп-
ровергнуть принятые гипотезы при построении математической модели, а также
учесть ряд факторов, которые по той или иной причине могли быть не учтены при
численных исследованиях. При этом по результатам натурного эксперимента
численная модель может быть уточнена для дальнейших исследований.
Ниже на примере балочных конструкций с тонкой поперечно - гофрирован-
ной стенкой демонстрируется вариант таких исследований. С тем, что представ-
ляют собою двутавровые конструкции с гофрированными стенками, можно озна-
комиться, например, в [16,18, 23 и др.].
Примеры численных моделей БТГС с различными формами и параметрами
гофров показаны на рис. 7.1, 7.2.
в!сь
снмметрЯ
в!сь
CHMMCipff
ккь
CHMMCTpff
вкь
снмметрЛГ
2а = 50; 76; 150; 200
2Г-5; 10; 18; 25; 33; 50;
75; 100; 125; 150; 200
2а = 76; 150; 200
2f-5; 10; 18; 25; 33; 50;
75; 100; 125; 150; 200
2а = 76; 150; 200
2Г=5; 10; 18; 25; 33; 50;
75; 100; 125; 150; 200
2а = 76; 150; 200
2Г= 5; 10; 18; 25; 33; 50;
75; 100; 125; 150; 200
Рис. 7,1. Математическая модель стальной двутавровой балки
с тонкой гофрированной стенкой: а) — геометрия конструкции;
б) — конечно-элементная модель
4
Е = 2,06 х 105 МПа
v = 0.3
p = 7.85 т/м3
Рис. 7.2. Математическая модель экспериментальной конструкции:
а) — геометрия конструкции; б) — конечно-элементная модель
На рис. 7.1 показана шарнирно - опертая стальная тонкостенная модель
балки двутаврового сечения пролетом L = 4000 мм, высотой Н = 650 мм, разме-
ры нижнего и верхнего поясов выбирались из условия прочности и обеспечения
местной устойчивости:
bf х tf = 220 X 10 (мм),
размеры гофрированной стенки, тип и параметры гофрирования 2f и 2а ко-
торой варьировались:
Ь» х tw = 630 х 1 (мм);
высота гофров 2f и шаг гофров (длинна волны) 2а:
2/х2а = 5...200 x 50...200 (мм);
при этом гибкость стенки:
х ^. = 630=630
t 1
1
Формы гофров принимались по следующей схеме (см. рис. 7.1, а). Пересе-
чение гофров различного формообразования с нейтральной линией стенки на-
значается с одинаковыми периодами, которые равны полушагу гофров (длине
волны) а, при этом высота гофров f будет равна расстоянию от нейтральной ли-
нии стенки к крайней фибре гофра.
Для волнистой стенки за образующую принята синусоида:
z = /sin—(7.14)
а
Учитывая моделирование поясов срединной плоскостью, высота конечно-
элементной сетки в математической модели назначалась:
л:одели=^Л.	(7.15)
Жесткостные характеристики: балка моделируется из изотропного материа-
ла с модулем упругости Е = 2,06 х 105 МПа, коэффициент Пуассона v = 0,3. Для
учета собственного веса конструкции задавался удельный вес р = 7,85 т/м3.
Для моделирования стенки, опорных ребер и верхнего и нижнего поясов ис-
пользовались плоские четырехузловые прямоугольные конечные элементы обо-
лочки; в местах пересечения стенки с поясами использовались плоские трехуз-
ловые и четырехузловые конечные элементы оболочки.
Поскольку при определении критических напряжений и форм потери устой-
чивости следует проводить от потенциально возрастающих погрузок, вызванных
внешними силовыми влияниями [25], определение устойчивости будет прово-
диться с некоторой погрешностью, поскольку собственный вес является относи-
тельно стабильной нагрузкой и может возрастать несущественно. Вместе с тем
погрешность будет небольшая, так как для тонкостенных стальных конструкций
собственный вес сравнительно небольшой. Также следует отметить, что погреш-
ность в полученных результатах будет идти в запас устойчивости.
Балка загружена системой сосредоточенных сил, моделирующих равномер-
но-распределенную погрузку интенсивностью q (рис. 7.1), которая находится из
условия
т = -2_ = 0.587?.,	(7.16)
Сосредоточенные силы прикладывались в узлах пересечения гофрирован-
ной стенки с осью симметрии верхнего пояса для избежания концентраций мест-
ного действия нагрузок и дополнительных напряжений от местного изгиба верх-
него пояса.
Расчет численной модели без учета ее симметрии продемонстрировал, что
в данной конструкции тонкая гофрированная стенка теряет устойчивость по
форме, которая симметрична относительно плоскости ее симметрии. Поэтому
граничные условия накладывались с учетом наличия плоскости симметрии, что
дает возможность рассчитывать половину модели балки, применив известный
прием в численном моделировании конструкций — наложение связей симметрии.
На опоре накладывались связи, которые препятствуют перемещению в верти-
кальной плоскости. Предполагается, что общая устойчивость балки обеспечена.
Для исключения возможности потери общей устойчивости балки из своей плос-
кости в верхнем поясе в узлах положения нейтральной линии стенки накладыва-
лись связи, которые препятствуют свободному повороту из плоскости балки (см.
рис. 7.1, б).
Разбивка на конечные элементы определялась из условия заданной точно-
сти 5%. То есть шаг конечно-элементной сетки назначался исходя из размера —
один конечный элемент может быть не больше 1/20 характерного размера ис-
следуемого элемента конструкции [25]: пояса, грани гофра и т.п.
Решение поставленной задачи определения критических напряжений и
форм потери устойчивости гофрированной стенки с помощью классической тео-
рии устойчивости равновесия сводится к исследованию устойчивости недефор-
мированной схемы [20].
Анализ НДС данных моделей показывает, что тонкая гофрированная стенка
воспринимает нормальные напряжения от действия изгибающего момента лишь
в небольшой области возле поясов (рис. 7.3, а). Это связано с чрезвычайно ма-
лой толщиной и большой гибкостью, а также с малой жесткостью тонкой гофри-
рованной стенки в поперечном к гофрам направлению.
Особенностью распределения касательных напряжений (рис. 7.3, б), кото-
рые возникают в гофрированной стенке при действии поперечной силы, является
распределение их по закону почти прямой линии в отличие от параболического
закона, по которому касательные напряжения распределяются по сечению пло-
ской стенки.
Эгжки	Тчу, Ч>
******* terr-e:j*J	Т«Гу
i III  ыГа
Рис. 7.3. Напряженное состояние по результатам численного моделирования:
а) — характерное распределение нормальных напряжений от действия изгибающего
момента;
б) — распределение касательных напряжений от действия поперечной силы
Оценивая напряженное состояние поясов, следует отметить появление нен
значительных нормальных напряжений в поперечном направлении, вызванных
внецентренным действием касательных и нормальных напряжений на участках
гофрированной стенки в местах соединения с поясами (рис. 7.4, а). Наибольшие
значения они имеют возле соединения поясов с опорным ребром, где возникает
некоторая концентрация напряжений, и постепенно уменьшаются к центру балки
по мере снижения тангенциальных напряжений в гофрированной стенке балки
(рис. 7.4, б). Поперечные и продольные нормальные напряжения в верхнем поя*
се несколько выше, чем в нижнем поясе, по аналогии с простым двутавром [26].
6)	.Ur—S Ш" 'И -
В)
-ф|
НиЛЧД e£p-r*“
1ЧйНЬ dMMV -Ш1М
>гж^ нВДМЧЧМЙ №
-КН*□»
Л 11 « J II
"И^— Н*1ры«м Ги Tjy
^RK^KWW> - РШТ»
Рис. 7.4. Характерное напряженное состояние поясов по результатам численного
моделирования:
а)	— распределение поперечных напряжений в фрагменте верхнего пояса в месте
соединения с опорным ребром;
б)	— распределение поперечных напряжений в фрагменте верхнего пояса, который
находится в центральной части балки;
в)	— распределение максимальных продольных напряжений;
г)	— распределение касательных напряжений
Продольные нормальные напряжения в поясах распределяются почти рав-
номерно по сечению, незначительно снижаясь в местах пересечения со стенкой
(рис. 7.4, в), которая воспринимает незначительную часть продольных нормаль-
ных напряжений от действия изгибающего момента.
Поперечные напряжения в поясах уменьшаются по мере снижения высоты
гофрировки f. Поскольку реальные конструкции балок с гофрированной стенкой
имеют сравнительно небольшую высоту гофрировки и высокую тонкостенность,
учет этих напряжений в практических расчетах, как правило, не производится.
В работах [27, 28] на основании результатов численного моделирования бы-
ли исследованы критические нагрузки и формы потери устойчивости (рис. 7.5—
7.7) гофрированных стенок балок с различными формами и параметрами гоф-
ров. На основании этих исследований было установлено, как формообразования
и параметры гофров стенки балки и сколько раз (теоретически в упругой стадии)
могут превышать несущую возможность стенки по материалу из условия ее ра-
боты на срез, а также сравнена работа гофрированной стенки с работой гладкой
стенки эквивалентной толщины при гибкости Xw = /tw = 630/1 > 600. Были уста-
новлены основные закономерности влияния форм и параметров гофрирования
на критические касательные напряжения и формы потери устойчивости тонких
гофрированных стенок при условии отсутствия локальных напряжений (о10с = о).
*ормэ ncrtfw ускжКмют™ з т с.
Ксэфф'Л^исн! S-8WW
9ДО1 IWTtpM. ^ОТоЛчиММТЧ t ГЛ. 4.
с.460Its
>рм» пог«0< ус,ойчи»ос;и i гя.с.
Козффм^мл 0.914039
Sill
{silt;
.»«
hiu
in" 
lilH
Hill
....
Illi!
Hill
S,llf
til 11
mil
ин
•I III
;n»-
isn
jni
.'Ilf
I Hi
i hi
JfJ
jfil-
i.IS'
E^S:
f:Mi
|!li
• Jibs
Hill
.still
rut
|‘ll
Sill
I Hl I
Ill'll
is st!
•i:»
ilS’i
ill'.
.1111 4lt
Dili
.i’ll
?li L
IHtf-
iJii1
fc
11 tn
ills:
13
»1ЙйЙ*5= ui.js’lf = k*?-
|»н
HUI
4-S <
till
ЦН-
ИИ
Uifi
ня.
nasi
• j.-i.
uh
i fi1
I tn
I 111
Illi
Illi
Sllii
SI ill
Sint
full
|U >
if Hi
I if’I
I IM
Mil
j । tn
J nil
tl‘il
ESI П
Ulf1
iiii!'
I’Si
nits
uni
in I
iSS I
Jlf
ill I
|>t:i
ЦЕН
Ilf:.
tills
lull
Hill
Ulti
i nil
111H
Sllsli
liiffl
lif’ll
til!!'
II! Il
щи-
Hill
j'jlf.
I lit!
l.-Hi1-
ни
IIB-I
IP’S
sum
Null
। и’i
ini
Iptll
11 ml
ЦШ1
iftiii
lisli
mu
Hill
illlU
HIM
। [iii.
id III
i itl'
llllf.
nil
1111
I till
 I ill-
fl II
till
 Ilf.
 Ml
till
Illi
Hl!
Ill’
I its
ill
f!S>
i Hi
iHH1
;IU=-
Sill
til
til
ISJ-i
I’»'
III!
I ill.
 1ЕГ1
it’]
:i3li
13:1
lirl 
llfl
IlH-
mi
ini
и ।
IS til
I st”
I fill
iii! I
Hltl
«751'
SSil И 8
!.lif
Рис. 7.5. Формы потери устойчивости гофрированной стенки
с волнистой формой гофров:
а) — общая потеря устойчивости гофрированной стенки с пологой гофрировкой;
б) — общая потеря стойкости гофрированной стенки с пилообразной гофрировкой;
в) — потеря местной устойчивости гофров
Jjr;
'^4 *
у<
и
:'W 11
J 

‘jiilt
l'P
-KM
№.
'I'G* 3 . !«’: V
’S’’/-.  	
»:1F- '	'
* •   ;.  
fl.7
u-f
,ЖЙ
!?’.цт1#Г-.мЛ
	17.71
;. >'.	Г!' . !-!i-
di;.?! л?л;
йИ
  И L1.' -<'
I • у
Kirjl!
i
’’Jr
-’!!
I Si',
r,
Ml
lit’-
41.
.nt
. Ill'
.41.
SIS
ill I
Uli
jin
SIU.
 lit!
I fill
ill!
!T1::
„Ilf.1
.‘Ml-
HJ’.
Hit
|U<
fii I
SIH
ll< :

i<l«:S4=;.
й ,ir-:

'^4^? ip.
47. »ftf • S 5 * .. ь j: v x-s- 
'->£*	;s
= d»f*< :1‘ J.F :И”Ж :r
’’ ".	? * '
t.,1 H' if
*.<• *


Hi!
I ta-
|M
is»
sill
;IEl :
Illi-
fit':
 an
..lit- ...
lilt .lUf-
llli ’
 Illi
 HE
Sil II
:aii
 ил
fill
fi'l
•II ।
Hl I
l|3.l
:|?if
if si’
I SHI
|1U|
Sill
Illi.
• illi
i-tii
i|i|
Sil11
 -III
|i|ll
ill*
,ir:i
SHI I
jiir
.....
|liH:
lit”-
it1;
йЙ^111;р?-гЙ4
Wii S-.i 3 <а! :На;1-1Й^ 11*НЙЙЙ!
Вф®
|Г l-t * л S'

jj:-. ГГ;. x-3
n*.h

|P<
Hsi
fin
111 >
s’lU
irsi
НН:
Hi Н
mil
II JI
mil
uh
g;
>l|il
lil!l
IlH!
HP1
Lil 5"
:|1JH
Hill
Mil
.нм;
USi:
ifil:
i’ll
L»ii
tin
sfH
nJ1
HI
i;i
ini
11’H
Hi'!
If .11
is III
riiv
ii1l:
= 1111
S|1H
lilitl
tiff’
SSU»
S)|ll
1111(1
HU!
ЦШ
11'1’-
ifs!
mi
Mi
i'!‘
m.i
И if!
iiifi
fi.M
Hill
Hill
lint
Hili'
I Hi!
.пн
.Hilt.
.lit!
.111!
Ц11
ISI’I
.nil
H'l
11»
mu -
HUI
.111'
iillf.
UH f
Iliff
I ini
nil
liii
-ин
on
:nis
nn
fl!
lit!
f-Sll'
lllll-
liull . 11“
llltfl. • --
Ilf»1
ifi-iil
Hit!
ISM.
HU'-
lull-
IllIF
 Itlr
I ill
-.tin
min
miif -
Jifr
। itii-i.
[Iii.: |ffl
f?’ • m
f|s| .Hill
(1sl lilH
|!ii -111 11
Ills
|lil. HIM
If!
fill
ltl=fl
I mi:
I ill’
HI»-:
Illi-
|!!i
Й1
linn
ini'
fill-
ft!S-
fill
illfl
liili
... Iff’]
nil ЦП
Uh’
Hilt
III!: 1‘Hl
 HU!
Mil
fi
|Hb. ESI!
: m
i пн
i nil
и 'l=>
!’ Г-
П •.	Ч


e^E

I’ «
1^1
....«аЧИЖЙ


ih^js



' t?K
:<! 5 ‘ 111 !,

*<₽• note#» УОТ0НЧ1ЮТЯ » ri. с. 1
fct>4+Ml#4MT 1DO&43
lit”* sjiti. ,  <; , ...., /
null st”” i<U';	,
HI Iff [fill I lllii ||Ш| ’.’.  '
i.iifl ifsfH fl?<l fl”” ill”
1RIH ||:|S
;iiin fjiif mil.
if-’ :
nil”
Hllil
ililtl
SlSl't.
fft”;
ISff“
I Hill
Illi'!
H’ii:
Mt'-1.* i^’rj: ’iF'ii
Ifl'n rrm ”11’1 lift’’ Jt'ill 111'*? itil'1 ii’4 I”-;, 'Ti'i
IJI'E! *!"’! i!!'1.! ’’!'!! H!l! !’JiU !!!i 1	1 Й!
fit;?' S:
llflf Л..1
У1
flitf
fe f f * I”' I( 1::: 
f?”’t fii]
Hi”! iti”t
11 ”11 U”)>
•ч™ rxnqm ycroAmrxnt > m. с. 1
К(и4+иьн*иг 2.71 Jfil
6)

bju
f-fjij
|!”J
I H ill
””]!
t”4ft
,'fiit .
liillt j
l;ilf* ll1”]
инн Hili'
Ittls*
Е-МЯ 111 HI
IlfiH jilfii
liH !*’jlf
<:|jtf I»'11
r:-Jl lifiH
| [fill | lift]
Ilf’» nil
J|iit# in”
iiiit* ii;”l
ши i i fin]
fllfll llifil
в"!!U1F!>
iii.il |—,f
iiiif-
Hili' fill'I
fill’] |tfl:]
iislfl [I””
llfISI JJIIEI
j:(4fl lllHt
l;|ilf ri.iiii
ГЦ1! |lfll:
fjflSI Hill]
),(!*: (Ilifl
jHifi пни;
Mill' fill!
I III.
4 Hl
itli
111
111
HI
iiiI*i mi'i*
IE”! Hi’!
ЙЙ Ий XI
1Ж' 811X1
I?.® 4S ' fill”
Si ! fi I ii ii‘ i'1	!!
и'!”
lit!”
J trill
nit"
(lilfl
ftll]]
I til”
...... illlfl tilil] IJIII
I ill't Hi 111 lit”! Hill
Knii imii Eilt; Snit &1И fiih iiiiii i^' bi ’ ii]'>
jfilii Intis ‘"l!l ifHfl ”tii! lii’’’ *'$ I"' t'*1' l*i i 'i'isi '!!$
iisHl iiIEF? <П|Н illHl IlKH (Uilf
S	!l	f!	111!	01	Й]	suit	10	iiS	»1111	Я	8	III
Illi,. B« ll«.	S!i|.	,«»•.;»»	g	"|	«!	Ж j	Я
! nt’ iiirii ;i”'i паи i”:,i in111 и!'!! ”i!H nt"!it .<!
”11	i”f	in*	й”!’	ifiii	ii'"1	nfi	iit?iJ	in	”ff	i] i ]	” ;
»ii”’	its”)	tint’	ratiii	(til*]	(Fili]	”f”!	”!!’!	'*!!"	”]’"	’!]!!.	!!Ё!п
ИН” .
I (if J] llff>; .
'tffll lllf’l ”1”
bill! llllll Mill it!”
fiillt II”» 111 It till j 111.,. ...	M
EHi” ffv’1	tll”^	titl’i	t’l’b	til”,	- •,	"
[Mill Iftifi	Iff’”	it’ill	full	fill]	«!;!!	f] !	1
itlfll Jiltfi	i I fill	llltl1	11 til	Hili'	tri"]	111!	I
ill iff iiiff	i”ii’	in”!	ii*f‘	i”'!	•”	'
!i”ft inn	Hint	mt1!	ii*1!!	i'1’!!	И]J.	и]'!!
EllJlT rtl^ 'zalH rbHilF Cij.il) aiillt niJtl
111)11 1t?!l
I MH’ IlitH
f”|t? illl»
ни»! till]
lill'f nsllf
i(illi tetiii
lull] if'tll
iftfti (uni
nil1' s’”1
till”	'tf”'	tfiiii	[iiiji	Hiiij	iiiiii	ii””
Mill	щи!	nfil]	lilll	till	n J	fit
ШЕ11	IIItfl	Hill	111 1’1	11 HI'	It”’!	*f'!’!
EFi’tl	Л”'	Hili'	I””'	llfll	flllll	fl't i Ifll
мн” if I”' iti”1 fin*! >”'] и'!
iinll ”111’ litlj till	ii I
i”’i‘ ”i)ii и HU Hit* ti'fiii iiiji
l”f‘* l»]H 111]* »l]l Iji*
   МЧ”’ мн* e”fl il'f
tun’ gn”t (llltl
.-/.<ifii'i ill”
liflli
””]]
li^i
lift”
||l'ff )<lU ।
11” I1 ||UI
411'1
””fi tall”
jrifli I Hill
и tin пан
*0рШ”йТ«рИ yCTM^UHtPetM I n. C.
EoxH’M’*”’ 9 473tGS
MIJJI	(fill*	ifllif	f I'll	niff	и»	I
'ftiii	ittifi	fiill	iiFii	Hili'	trij	f	к
iitfи	null	11hi	(tit;	trti	и i	।
nt in	пин	|’>ш	n”J!	i nil	”>'!	i
niti ни hui tut in” in* i
F]»
Z^> Ai	i*
i 3®h	!	w* !S «*S « Я
*
tm*i i iiKj
I ”t?Sl IJlEfl
1 |ltr>6’ fill ft
lllifl if’’1]
. HI'I’ tfllll
' : .- l!ii«
(III»* Hlffl
)””' rflli
(lint HBi I
[)(”! u-JE'i
Itul lift”
i.ifll’ II IB'
'illtl H1I4I
|F”I> Efill.
US I” HUI]
НИ]' ЦЕ11
HUH Mill'
i"’!! ” '!!
jijM «ill
Hil’’ fllfU
..... mil] If Illi
If till 1’111] If’tjl
HFl” (J I if’
III it.’
ЦП]]
t’,;
tfliij
n’5”
Hi?"
Hi: I
IFfilf
(ГН]
ЦП
’ j.fr
I'll”
Hint	Ц11Н	1(1111	[flit]	.,...-
iiun	пив	ftiu	fill ft	mi
>fja”	। (inf	jffiii	iifjjj	iiu
fli«j	”Ш	11 ti|	Iff *	II»
nun	””	irft	uifJ
||1UI	111Л	(slH	nil*	if”
Ill’ll	rl«lf	tf’ljl	Hilt;	’ll]	f


llilil
fill If
Hili]
tlEfil
11 If"
uni
fill I
r”l"
цен
Рис. 7.6. Формы потери устойчивости гофрированной стенки
с треугольной формой гофров:
а) — общая потеря устойчивости гофрированной стенки; б) — потеря
местной устойчивости отдельных участков гофров;
в) — потеря местной устойчивости гофров
4<шп потир* уеГоДчиюсЫ * г*, о. 1
Коэф^ьцинт 1 .S2345
<4
pi
Л&
Illi,
rihl....
ItJtlElit
ilTH-W
I
Ж*
Winn.
i :. r.1 f if ? -
.1^Ч'| [«’’I'	A''':
и: i;! JrM’ji HWlIu: r
iiiiS'V: S’® ЙВ1
SJIf"»! 4ffSl 'iUxbli- iLiHitlll:|
• iiril’f! : rTW: LinJajHf. L,11IH11:I
i IЧЙЙ 'Wf I t 's й Г if 1! 11ГЯЙ: I
i 'ИШИ •,’йЪ> Л*'!:гг'г‘
, ii'tnirw, ' 	-----
I'.urjrj]*;
1 kirJUFV'p'-
t
: I tiltir.:
i 1 ititii; i
:.. ! iHlIli
iil ' i
If.1 '‘IHIU;!
’:'  111 ill
!-1fl,.|.
H.IU...
:' !.l : ?
HthB-
Ml?-
«0Р1МП01ЧЖ |гстойчи»оста (Me 1
2M3U
б)
Un
: IIJ:
it! 11
. ..
liiitidlt:
:| I! W1 tlf.
.1ls!S;tl!:
ILJHiEin
;:! Bin,.- 
. iitHI -.
f:= । mm. .
:* I unit.
I.: i HUIKv
:  । tliltl.:-
’ tilllt.-i
!  Mil!;-.।
: : i llltlj.-:
I: i lll'Hi :l
:l : Cilllil: ,
	I:
I ; -JIfelt!: •:
Ilf-.ilESSl:
I:
f^iJILtsll. 
if’-siiHiii
‘ : I Hl It II |
"! HfHHl- :
iflllllll .
i!  t!U in.,
billin' ,
: fi :iiuiii
;<is5iM»i-
: 6
HlLIll
1 LEHI I
: sunn :. L
I iiiilltl ! L
: islilitl. i.f
: ЗИНИ:
"sjittEij- ;
': i:i!Hii‘ ;:
। '.imii.:
I iinlJtl- ,s:
. IIHIUII: i
I.iilij: <:
- : IHIII:- , =
 .iiiii;,.': ;
/ : ;illHt ' l f
IfSlJiHs:- f
. i-iiutii:,: 
= :Jli:0i. J
:isiiitisiii;i
!i
::-tt!i!l !
!:;|ЦЯГ
fcnftill
' Htili
.
;: lUHsr'i;:
ll!!l!ii’ :
:: r!l!ll!i.' :
I.:! ШИИи I:
:: shut;-:
’I i!!illli!:i \
:isIJBill ?!
: :h!lll!ji;..
: :snnm-; •:
: :i!!irniu -.
! illHil:: s i
> iimii I ::
: < lllllll,: :1
.' HiiiiM::
:': I IltJIllJl : :;
>.:! nt!H|:i: 
mi i и 111
тиши r •:
:!lll!li: I I
iillllli; г;
lllll'Hi
Ulmin!!
>: nil in
пни. f i
! lisstjli <
 пщл i i I
 । nit it i • I
;  :
=;it«nts ;
;'i.j I
 -liirr ,
I
: 4J|i||ti.;
I flliHi;
I jurist!
: f illfttl I ;;
i pltut! i C
: iliiifl i <A-
; iintir
. ! ITH^t : i ’
.: ' ifiitir >•
'i ' lfjHii s :
If: 'Mil 11 > :
If ! iti!Jll>< :
:; isslllilt.j I
' ~ilHU4 I ‘
SJUtir; :'
lillu
'illilf 
: FEilt i :
: «IIIIIJ ' .
' mint r
ulllii (.:
:<IBIIt.j
! ЧШИн:
 Jiillf ;s
 lliluti :
 HU HI i. :
’ iliittij.:
: ifllltl Hi
' I Hl 111:,!
: ни in ।;;
ltllllll : J
HIH1I i
s:iiiiiii :
; until
: ^lliliii ;
lllllir- •
i UIIJIl!'.
' lltlllii .l
< ilHlfl-i:
nil. .'litiNirj
.ii 	;
illini!.,!
sfj!;t!ii!'
iiiltW::?:
SI I! Hill;.
ИЦГВ::!.
il5tt!H;s:
:iittlii|j
1 UlMi:f
 tiiHV
HJli‘
= 1и»я
:;:JU15S
'  ttllU :
: illL'1 :'
'  nm .
 IdUi.i
: Iliff I: I 
I1 : IIIHI: i
'  liilil
,'' lliithl .
:; IltJir
;. titiii. .
: n eji i.
? : fUirt?.
"'lillll :
: । Lillli. -
:: : Flllll
:-1 iinti
!' I III 111 I .
? । mitu:
: IIISi: I
I i11Ш
i Е143Л
I iliin
' tit!!!
' HJtJ!
itliSil
MMILi
! 111* I L:>
trJ||35
141 j иг
'Ulin
'fin (fllL-lf
in. 111 in !^[:-
>:' ПГ JII J”,
Форш потеря усго&к<е««ти tn. ₽ 1
XosHmftCHT 1.17867
:	< 1K1J»
tofc!
 isliil <: :
I HUI!.: :
till It:
и i’Sf:5;: :
!’: MtTITis I
:: mritjJ
: МИН» i; l
'. ^Ut»b.
; » П11Г1 I;';
: i- !iHH ;.';
: l; iitlil n f
: i; 1:11,1 : "
' 1:1111 '
titt'1
tiHII
fiitl!
iiffi
: !m'!
gs* ;
’dill
!!!!
Shi
i tn
|й i:
¥ ^ * К- Й
?> K-*
j!;'!’
ЙЙ:
М5*ЙР?/Г<5
и isl«3 '"ГЛ*!'
iS“
Hr-i
||PE
1I”J :
BL
,r< jti'i ••
...   -'.I
.!b£!
; Jlij ’ !i';
i- iif’}
:: и’!Г'-
is
«
:: ijglll'
. Jjjft[I
ii!!!
•;ДО! :
' »»> !'
ii
III»
ill
' Slnii
!ihj;
i"1!
- ii»<11
Ч Г
" |И; 
• tf’-rl
' ts9«
•• i
111
:U’!*
 11Г1'1
ДО!
' “’ к
tifi’ '
!l!i
s::


!U*‘
« I
Jll’l
llfl'
is:
Ull ’ '
ini»
J .
’'f!
. IlBj! :
.: ILtll ':
 
III’1’ •
Ity’
Hill’
HiE
»!
lil if
Hit|J
И»* •
ir!l!i!|
'HiS
II! I
«’IIS
’:SS’!
|I1»
>|l5
1111
r|[ J
ilf!
ueMI
.^lir
' I1*’! 1
• ли’1 -.
|f :
i’ ’ |::
Hi f!
Still:
••« *’1
4(I,JI' 
rIS
III!
:SS :
S I
1,11!
Ill111 1
IS! ।
Shi
!1!»1* : SI'ii
!:«!
JsSiJl
:”!
}
s:
!l II! .
iiisL
Sisiil’
t|H!*:!l:'
(jJEll •••
gS!'i
•llll
::ДО :
 Й 

nt ’
fHlj
iiilSii
.«iil11 * i1;
’ ISI’i*
: JSiMi
1
IL
»ll!E
i i
ini’ I
I 11 Hl] :
!
= Ji H’1
(111*
=
: !SI
 I1’!* '
 illll :
! s|’i
S P
:: !
SSSfi ?
ii 
•litH::
! ДО»
: ^|i
:: Й i
I ||Н1!"Ч
!’!!!}; 1
 * •
 4i!’|’i
4ДО
ii^lH
I I|HJ'* I
S'
lijii
1!Й
pill
$ii
* '
' 4  Й
feSi'
...
fi!h-
Ш &
J!!!!-:
ЛДО •
nut’
iif
111’ ,
Hfl !
ill! :
i
l;s
Si:
SiS!

<1S!^
Й Ы: * Ь

‘ПЙ
* л I I	₽ *" si   I £ ! т f
;hi й
Й*
!•!!
I: i 3^
:	Й:
В ? ... .
!!й!»
Й!
Ий?!:
#*
'****- «М?

1#
г!|йй:
-ill’s
?! Sfei :
Г
ж
*+1 -i: f
;:-
St!!:
’Heil
«St*!:
s
Рис. 7.7. Формы потери устойчивости гофрированной стенки
с трапецеидальной формой гофров:
а) — общая потеря устойчивости гофрированной стенки;
б) — потеря местной устойчивости отдельных участков гофров;
в) — потеря местной устойчивости гофров



Й* it

UK#

Еще одним характерным примером эффективности использования компью-
терного моделирования является применения методов [20, 30], реализованных в
ПК ЛИРА, которые позволяют выполнять расчеты с одновременным учетом гео-
метрической и физической нелинейности, что дает возможность исследовать
устойчивость конструкций за пределами упругой работы материала.
Численные и натурные эксперименты показали [29], что при соответствую-
щих параметрах стенки и гофров стенка теряет устойчивость при превышении
предела упругости стали. Поэтому дальнейшие исследования устойчивости гоф-
рированных стенок с последующим сравнением с экспериментальными данными
балок проводились в нелинейной постановке.
При численных исследованиях с помощью ПК ЛИРА диаграмма работы ста-
ли задавалась в виде кусочно-линейной зависимости на основании унифициро-
ванной диаграммы работы стали (рис. 7.8). При решении подобных задач воз-
можно также использование степенных функций для задания зависимости сг-е
[31].
Рис. 7.8. Диаграммы работы пластичной
стали
Связь между напряжениями и де-
формациями в соответствии с рис.
7.8 представляется в виде [32]:
при о<О] (о<0,8)
о = еЕ, t = yG; (7.17)
при о, <о<оу (0,8 < о < 1)
o = eEc,t = yGc,	(7.18)
где Ес Gc — касательные модули;
Ёс = tg6c.
Геометрия конечно-элементных моделей задавалась как проектная (идеали-
зированная), так и с начальными погнутостями обмеренной натурной конструк-
ции (рис. 7.9)
Рис.7.9. Общим вид испытываемой конструкции
Анализ НДС и устойчивости стенок экспериментальных балок засвидетель-
ствовал достаточно хорошее совпадение с результатами математического мо-
делирования в ПК ЛИРА. Снижение экспериментальной критической нагрузки по
сравнению с результатами численных исследований с идеализированной гео-
метрией составляет 9,8...16,9%, что объясняется следующими факторами:
—	наличием начальных несовершенств формы гофрированной стенки;
—	наличием начальных напряжений от профилирования и сварки;
—	при испытании второго отсека конструкций балок (после восстановления
работоспособности первого) возможно снижение критических нагрузок вследст-
вие развития местных невосстанавливаемых выпуклостей, сопровождающихся
развитием пластических деформаций, что отмечалось ранее другими исследова-
телями при испытании аналогичных конструкций.
Результаты математического моделирования с заданными начальными не-
совершенствами формы (для одного отсека) показали отличие менее 5% от ре-
зультатов натурного эксперимента.
Рис. 7.10. Общая потеря устойчивости гофрированной стенки балки
Проведенные численные исследования с учетом физической и геометриче-
ской нелинейности, а также результаты натурных экспериментов позволили ус-
тановить [29] влияние начальных неидеальностей формы и начальных погнуто-
стей на устойчивость тонкой гофрированной стенки. А также провести уточнение
методики расчета прочности и устойчивости поперечно гофрированных стенок с
волнистыми, треугольными, трапецеидальными и прямоугольными гофрообра-
зованиями в упругой и упруго-пластичной стадии работы материала.
7.6. Дипломный проект: «Стальной силос для бетонных смесей
объемом 6000 м3»
Ниже приведен пример использования ПК ЛИРА в дипломном проектирова-
нии при расчетах стальной тонкостенной оболочки. Чертежи, выполненные в
среде AutoCAD, завершающие цикл использования САПР в дипломном проекти-
ровании, приведены в Приложении 4.
Дипломный проект был выполнен на основании реально запроектированно-
го в конструкторском отделении НИИАСС объекта, построенного в г. Киеве (рис.
а)	б)
Рис. 7.11. Фото конструкции силоса:
а) — на стадии возведения; 6) - на стадии эксплуатации
Выполняется расчет силоса как цилиндрической оболочки, подкрепленной
ребрами жесткости. Стенка подкреплена ребрами жесткости на высоте 1,5 м, 3,0
м, и 4,5 м.
За главный параметр расчета принимается выполнение условия тонкостен-
ное™, это означает, что перемещения оболочки в радиальном направлении не
должно превышать % толщины самой оболочки.
Стальные конструкции силоса рассчитаны и подобраны с помощью про-
граммного комплекса ЛИРА. Расчет выполнен на действие пяти загружений в
пятом признаке схемы:
собственный вес конструкций силоса;
вес песка, которым заполнен внешний отсек;
вес цемента, которым заполнена внутренняя емкость;
вес полностью заполненного силоса (песок + цемент);
нагрузка от снега.
Расчет на действие ветра не проводится, поскольку значение ветрового
давления на 2 порядка меньше от полезной нагрузки. Проверка напряжений,
деформаций и подбор стержневых элементов проводится по трем комбинациям,
составленным в соответствии к СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия».
При расчете использовались следующие конечные элементы (КЭ):
—	КЭ 4 — конечный элемент пространственной фермы. С его помощью бы-
ли смоделированы ребра жесткости стенок силоса, для которых была принята
гипотеза о работе их только на сжатие/растяжение;
—	КЭ 10 — универсальный пространственный стержневой КЭ. Таким типом
КЭ были смоделированы поперечные и продольные ребра крышки силоса;
—	КЭ 41 — универсальный прямоугольный конечный элемент оболочки.
Все элементы боковой стенки ортогональные плоскости ХОУ;
—	КЭ 42 — универсальный треугольный конечный элемент оболочки. Мо-
делировались зоны стыковки вертикальных участков оболочки с верхней и ниж-
ней воронкой, когда использование прямоугольных КЭ оказалось невозможным;
—	КЭ 44 — универсальный четырехугольный конечный элемент оболочки.
Применялся для моделирования верхней и нижней воронки силоса.
Для расчета боковой стенки принимаем следующие толщины стенки по вы-
соте:
а)	до 3 метров предварительно принимаем толщину стенки 12 мм;
б)	от 3 м и выше принимаем стенку толщиной 8 мм.
Расчет проводим на три комбинации усилий:
1.	Собственный вес + вес песка + снег.
2.	Собственный вес + вес цемента + снег.
3.	Собственный вес + песок + цемент + снег.
W/rtHlHWW':
Рис. 7.12. Расчетная схема силоса (внешний вид)

5i । SSSSgE" " »««Sai *
®li isSS  s s a * “ - • *•’
iliisIsSS’e^^u
ад
вйЯ5вч
i &!5S?sw.i
w!8!№g--
i5s' 
i!iO!iii!S<^
SSjjsssfci
(?3 ЛИ • ®* Й E iitsi S :!.;.:,
3 |!Л|ав!Вй^.:;:
WSSOBS^
Рис. 7.13. Расчетная схема силоса (разрез)
Коэффициенты для РСН
|>жсо^етания!' ВЖйЙЙ	я^вЛ	ЙЙОЙЭ13» :^Ш4иагрт(й г®1 f >И!Й? : -Z-i£tsK₽38м'- =* -' -^Л>Ч>ЙЙ^й*^^:зё~:^::# - " -	£3&$К?Ы?Й-Хг • -"'v * •?-/с- :Г.*.:ул«??:Н' ’в	А - - ••• :..у. •;	Г.-. . J х Й3бхх^х ^коэффициент -	%! SFx: яЗя»г . г •,•><•.: -г:. । ч •
	1	Постоянное (П)	1.000
*с.л;л£: :к! -, ! » ЙЖ 'щЗ-* >' кВр?,;	2	Длительное (Д)	0.950
гёЙйх&Ш:!&£ SZ: !r, -L йж ди feb	3	Длительное (Д)	0.000
rtfeM ^Й^вШ ж•	4	Длительное (Д)	0.000
sfiiTri i » J 'X'i^WSS^ ?	5	Длительное (Д)	0.950
	1	Постоянное (П)	1.000
'Л- Ж (?Г<. $П-\2‘ ;iiК^Г-;у:з Л-'	2	Длительное (Д)	0.000
fcL.?£sv®^iS‘ 'e*Ssf	3	Длительное (Д)	0.950 0.000
,й ;< -Л - ^«ОРВКС. <; -; '«•Жя^:’ж:’т-. ? • ^.г*.	. '^РчяЗ. io •' •••• х ;^t5v *•.: -'S-’. • V:«i'/Z-: $. V A:’S /" :^^/' ‘ <- •• • <b »: .< -	4	Длительное (Д)	
,s^ £ "Ш S1'.- ' :-.W ’.z\'>.:$  :‘lo • 4’k:. z^.'ws ’"/: _ .::: j£*	5	Длительное (Д)	0.950
z;O?^ vS-	1	Постоянное (П)	1.000
<z: ..-	* •	• :.♦• Xz. - ••."":.:^а;(<Р<4;^3^" Л- -	2	Длительное (Д)	0.000
3	Ж-. t.w--*--	3	Длительное (Д)	0.000
“:::::’3“E-jOia	г Л?	FT	4	Длительное (Д)	0.950
- 1,И^'' +  !'Ж В .•te :'Й:<ИуЧ:::-' -йнЖ^	5	Длительное (Д)	0.950
-D.fi?®	-0J673	-0.330 -DOH75 0ЛХЙ75
0 336	0.673	1.D1	t.Jfi	1JB8	2£2
*-ы	-Ч]
имгвдм г«₽вм*Ц**ий I» XCQ
fjpwwJM' ww**P***^ "
Рис. 7.14. Изополя перемещений боковой поверхности силоса
от первого сочетания нагрузок

"'i
CLtST
175	204	272	3.4	400
-2.5	-2 04	-1.3C	-D.6?1	0 025	0.025
2
Икл4М гхрешвдоий г» X(L)
Рис. 7,15. Изополя перемещений боковой поверхности силоса
от второго сочетания нагрузок
262
-1.72	-(J.M?	-01Й32	GD332
0.862
1.72	2. SA	3.45	4.31	5.18
•3.32	-2 58
3
rtjcMJM пср«мц««м no X(L)
 MU
Рис. 7.16. Изополя перемещений боковой поверхности силоса
от третьего сочетания нагрузок
263
Рис.
7.17. Деформированная схема наиболее загруженного кольца от первого сочетания
нагрузок, увеличенная в 100 раз
264
Рис. 7.18, Деформированная схема наиболее загруженного кольца от второго сочетания
нагрузок, увеличенная в 100 раз
265
Рис. 7.19. Деформированная схема наиболее загруженного кольца от третьего сочетания
нагрузок, увеличенная в 100 раз
266
Как видно из расчета, все расчетные значения деформаций и напряжений
(изополя эквивалентных напряжений не приведены) не превышают гранично-
допустимых. Делаем вывод, что боковая стенка работает в пределах теории тон-
костенных оболочек.
Перемещения нижней части стенки по расчету составляют: 5,18 мм меньше,
чем % от толщины стенки 12 : 2 = 6 мм. Радиальное перемещение тонкой части
боковой стенки по расчету составляет: 3,45 мм меньше, чем 8:2 = 4 мм.
Условие работы стенки в пределах теории тонкостенных оболочек, которым
мы задавались для расчета, выполняется.
Расчет наиболее напряженного кольца жесткости
Подбор сечения кольца жесткости выполняем в программе ЛИР-СТК (сталь-
ные конструкции), которая проводит проверку и подбор сечений стальных конст-
рукций.
Кольцо жесткости выполняем из стали класса С255.
Полученные результаты представляем в виде таблицы (не приведена).
Подсчет расхода стали
Для вариантного проектирования (принимались два варианта с и без ребер
жесткости) выполняем подсчет расхода стали. Расчет второго варианта (без ре-
бер жесткости) не приведен.
Объем металла использованного на нижнюю часть боковой стенки:
V= 9,812 х 3,14 х 6 х 0,012= 2,22 м3.
Объем металла, использованного на верхнюю часть боковой стенки:
V= 9,812 х 3,14 х 18,8 х 0,008= 4,64 м3.
Погонная масса Т27БТ1 = 43,2 кг/м.
Масса металла, который был использован для изготовления всей стенки, с
учетом трех колец жесткости:
т = (2,22+4,64)х7,85+3x9,812x3,14x0,0432=57,9 т.
Аналогично были проведены расчеты листовой конструкции крышки силоса
и ее подкрепляющих ребер (не приведены).
267
Рис. 7.20. Расчетная схема конического купола силоса
268
Рис. 7.21. Изометрическая проекция крышки
В реальном проектировании в качестве вариантов рассматривались различ-
ные системы внутренних перегородок. Некоторые варианты, кроме окончатель-
ного, приведенного на рис. 7.13, приведены на рис. 7.22.
Основные расчеты выполнялись в геометрически нелинейной постановке,
что позволило установить более точную картину НДС с одновременной провер-
кой устойчивости при наиболее опасных вариантах загружений — при загруже-
нии сыпучими материалами одного или нескольких отсеков силоса.
Рис. 7.22. Вариантное проектирование силоса
269
В заключение отметим еще одну студенческую работу, выполненную сту-
дентами Приднепровской государственной академии строительства и архитекту-
ры. В работе проводилась сравнительная оценка ПК ЛИРА 9.2 с ПК ANSYS 8.1
на примерах расчета трех серий пологих конических стальных тонкостенных
оболочек путем сравнения полученных результатов расчета устойчивости (см.
Приложение 5).
Полученные результаты сравнения также могут служить верификационными
примерами.

270
Литература к главе 7
1.	Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. — М.: Фитматгиз, 1959. — 407 с.
2.	Кузьмин Н.Л., Лукаш ПА, Милейковский И.Е. Расчет конструкций из тонкостен-
ных стержней и оболочек. — М.: Госстройиздат, 1960. — 264 с.
3.	Лампси Б.Б. Металлические тонкостенные несущие конструкции при локальных
нагрузках: (Теория местных напряжений). — М.: Стройиздат, 1979. — 272 с,
4.	Брудка Я., Любиньски М. Легкие стальные конструкции. Изд. 2-е, доп. Пер. с
польск. Под ред. С.С. Кармилова. М.: Стройиздат, 1974. — 342 с.
5.	Гнутые профили проката. Справочник //И.С. Тришевский, В.В. Лемпицкий,
Н.М. Воронцов, Г.В. Донец, Н.Д. Агарков, Л.П. Тимченко, В.В. Пасько — М.:
«Металлургия», 1980. — 352 с.
6.	СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя
СССР, 1981.—96 с.
7.	Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП 11-23-81*. Стальные
конструкции) / Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. —148 с.
8.	Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1.1: General rules and rules for building.
CEN, Ref. No. ENV 1993-1-1: 1992 E.
9.	СНиП 2.03.06-85. Алюминиевые конструкции. Нормы проектирования. — М.:
Стройиздат, 1996. — 47 с.
10.	ЛИРА 9.2. Руководство пользователя. Основы: Учеб, пособие / Е.Б. Стрелец-
Стрелецкий, Ю.В. Гензерский, М.В. Лазнюк, Д.В. Марченко, В.П. Титок /Под
ред. А.С. Городецкого — К.: «Факт», 2005. — 146 с.
11.	Сливкер В.И. Строительная механика. Вариационные основы. — М.: Изд-во АСВ,
2005. — 736 с.
12.	Мясников Н.П., Родионов Г.Л., Сидоренко А.С. Прочность тонкостенных конструк-
ций при наличии локальных повреждений //Труды МАИ. 16 февраля 2001, №3.
http://www.mai.ru
13.	БирюлевВ.В. Перспективы развития и пути повышения эффективности легких
металлических конструкций // Изв. вузов. Сер. Стр-во и архитектура. 1985, № 10.
С. 1 —4.
14.	Исследование и разработка легких сварных металлических конструкций из тон-
колистового проката и гнутых профилей: Отчет о научно-исследовательской ра-
боте / Руководитель темы канд. техн, наук, доцент А.А. Нилов. — УДК
624.072.2.014.2:691.714; № гос. регистрации 01880064894; Инв. № 54 — 88 — КИ-
СИ, Кафедра МДК, 1989. —168 с.
15.	Москалев Н. С., Попова Р.А. Стальные конструкции легких зданий: Учебное посо-
бие. — М.: АСБ, 2003. — 216 с.
16.	Проектирование металлических конструкций: Спец. курс. Учеб, пособие для вузов
/В.В. Бирюлев , И.И. Кошин , И.И. Крылов , А.В. Силевестров — Л.: Стройиздат,
1990 — 432 с.
17.	Скутин В.И., Максимова О.В. Несовершенства холодногнутых тонкостенных про-
филей // Легкие металлические конструкции. Межв. сб. науч. тр. — Свердловск,
1988. —С. 65 — 70.
18.	Трофимов В.И., Каминский А.М. Легкие металлические конструкции зданий и
сооружений: Учебн. пособие. — М.: АСБ, 2002. — 576 с.
19.	ШебештьенД. Легкие конструкции в строительстве: Пер. с венг. — М.: Стройиз-
дат, 1983. — 332 с.
20.	Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций. — К.: «Факт»,
2005. — 344 с.
21.	Городецкий А.С., Евзеров И.Д., Лазнюк М.В. Определение геометрических харак-
теристик сечений стержней //Актуальные проблемы компьютерного моделирова-
271
ния конструкций и сооружений. Тезисы симпозиума. — Нижний Новгород: ГОУ
ВПО «ННГАСУ», 2007. — С. 55—56.
22.	Вольмир А.С. Устойчивость упругих систем. — М.: «Наука», 1967. — 984 с.
23.	Евзеров И.Д., Здоренко В.С. Сходимость плоских конечных элементов тонкой
оболочки // Строительная механика и расчет сооружений. 1984, № 1. — С. 35—39.
24.	Н1пов О.О. Металев! конструкцп. Балки. Колони: Навч. Поабник для студенпв
буд!вельних спец'|альностей. — К.: I3MH, 1997. — 232 с.
25.	Перельмутер А.В., СливкерВ.И. Расчетные модели сооружений и возможность
их анализа. — К.: «Сталь», 2002. — 600 с.
26.	Броуде Б.М, О закритическом поведении гибких стенок стальных стержней
//Строительная механика и расчет сооружений. 1976. № 1. С. 7—12.
27.	Н)лов 0.0., Лазнюк М.В. Балки з гофрованою слнкою // Строительство и техно-
генная безопасность. Сб. науч. тр. Вып. 7. — Симферополь: КАПСК, 2002. — С.
28.	Лазнюк М.В. Численное моделирование балок с тонкими гофрированными стен-
ками //Буд1вельы конструкцн’. 36. наук. пр. Вип. 58. — К.; НД1БК, 2003. — С. 64—68.
29.	Нилов А.А., Лазнюк М.В. Уточнение расчета тонких поперечно гофрированных
стенок изгибаемых элементов двутаврового сечения с различной формой и пара-
метрами гофров // Науковий вюник буд!вництва. 36. наук. пр. Вип. 37. — Харюв*
ХДТУБА, 2006. — С. 91 — 100.
30.	Городецкий А.С., Евзеров И.Д., Лазнюк М.В. Использование ПК ЛИРА в нелиней-
ных задачах строительной механики // Математическое моделирование в механи-
ке деформируемых тел и конструкций. Методы граничных и конечных элементов:
Материалы XXII Международной конференции (24-27 сентября 2007 г.). - СПб/.
СПб ГАСУ, 2007
31.	МанькоА., Лазнюк М. Чисельн! дослщження напружено-деформованого стану
тонкослнних балкових конструкций //36. наук. пр. КУЕТТ, сер!я «Транспорты сис-
теми i технологи». вип.11,2007. — С. 148—152.
32.	Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб, для строи-
тельных вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред.
В.В. Горева. — М.: Высш, шк., 2001. — 551 с.
272
Глава 8. ПОДКРАНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
8.1.	Общие положения
Приведенные ниже исследования проведены в рамках работы [1], целью ко-
торой являлась разработка системы автоматизированной оценки нагруженности
и усталостной долговечное™ сварных подкрановых балок. Основные результаты
работы воплощены в специализированном программном обеспечении ObsDB.
Работа выполнялась под руководством д.т.н., проф. В.Ф. Сабурова.
Как известно, усталостный ресурс зависит от множества факторов, многие
из которых носят случайный характер. Одним из таких факторов является слож-
ное (в смысле большого количества компонентов) напряженное состояние верх-
ней зоны стенки подкрановой балки. За десятилетия изучения проблемы иссле-
дования напряженного состояния стенок балок выполнены в работах
Б.М. Броуде, Б.Ю. Уварова, Б.Б. Лампси, Г.А. Шапиро, А.А. Апалько,
Н С. Москалева, О.Ф. Иванкова, Ю.И. Кудишина, И.Н. Малышкиной,
Е.А. Митюгова, Э.А. Рывкина, К.А Шишова, В.Ф. Сабурова, Ю.И. Ларькина,
В.М. Горпинченко, В.П. Федосеева, А.С. Лазаряна и др. Результаты некоторых
работ отражены в [2].
С целью выбора расчетных зависимостей для определения компонент на-
пряженного состояния верхней зоны стенки подкрановой балки в работе [1] был
проведен анализ состояния вопроса, который выявил несоответствие зависимо-
сти для определения местного напряжения от местного изгиба стенки вне-
сенной в последнюю редакцию [2] по результатам работы [3], эксперименталь-
ным исследованиям других авторов [4, 6, 7, 8]. Данное несоответствие заключа-
ется в том, что в формуле (145)* (2] при вычислении не учитывается шаг по-
перечных ребер жесткости а$, в то время как исследования [4, 6, 7, 8] указывают
на наличие зависимости между и as. В случае же если поперечные ребра дей-
ствительно оказывают влияние на напряженное состояние стенки, то нелогич-
ным представляется требование п. 13.37* [2], который запрещает приваривать
ребра к поясам балки. Кроме того, спорным является вопрос и о влиянии выре-
зов в ребрах жесткости на напряженное состояние стенки и усталостную долго-
вечность балок [5, 6,10].
Перечисленные противоречия выявили необходимость собственных чис-
ленных исследований, которые были проведены в ПК ЛИРА. Задачи численных
исследований сформулированы следующим образом:
•	исследовать влияние шага поперечных ребер жесткости на напряженное
состояние стенки балки, выбрать зависимости для вычисления компонент на-
пряженного состояния от местного изгиба стенки;
•	исследовать изменение напряженного состояния стенки и поперечного реб-
ра жесткости при нагружении балки подвижной нагрузкой;
273
•	исследовать влияние величины выреза в поперечном ребре жесткости на
напряженное состояние стенки и ребра;
•	исследовать напряженное состояние стенки и поперечных ребер при
отсутствии сварного шва между ребром жесткости и верхним поясом.
Исследования были проведены в версии ПК ЛИРА 9.0. Для решения некото-
рых промежуточных задач по анализу результатов расчета и создания расчетных
схем фрагментов была разработана собственная программа LiraUtil.
8.2.	Численные исследования напряженного состояния стенки
и поперечных ребер жесткости подкрановых балок, воспринимаю-
щих внецентренную крановую нагрузку
Исследование влияния шага поперечных ребер жесткости на напря-
женное состояние стенки балки
Для проведения данного численного эксперимента создано 5 серий конечно-
элементных моделей балок пролетом по 6 м. Каждая серия балок включает две
модели: основную с эксцентрично приложенной нагрузкой и контрольную с
центрально приложенной нагрузкой. В моделях различных серий варьируется
лишь один параметр — шаг поперечных ребер жесткости. Геометрические схемы
моделей приведены в табл. 12.1. Модели Б-0, Б-1, Б-2, Б-3, Б-4 являются основ-
ными, а Б-0-0, Б-0-1, Б-0-2, Б-0-3, Б-0-4— контрольными. Поперечные сечения
балок приведены на рис. 8.1.
Модели созданы из универсальных прямоугольных и треугольных конечных
элементов (КЭ) оболочки (соответственно 41 и 42 тип библиотеки КЭ ПК ЛИРА).
Левый нижний узел стенки совмещен с нулевой точкой глобальной системы ко-
ординат. КЭ, моделирующие элементы балок, были проведены через срединные
плоскости листов. Размеры прямоугольных КЭ приняты следующим образом: для
центральной части балки (стенки и поясов) — 2x2 см, для остальной части балки
и ребер — 5x5 см. Численный эксперимент проводился с целью выявления каче-
ственного влияния ребер жесткости на напряженное состояние стенки, поэтому
такая достаточно крупная разбивка на КЭ является допустимой. Генерация КЭ
проведена с помощью меню Схема Ф Создание Ф Регулярные фрагменты и
сети Йй. Участки стенки и полок с разным шагом КЭ пересекались выполнением
Схема Корректировка => Пересечь выбранные блоки. В результате пере-
сечения блоков образуются треугольные КЭ, поэтому необходимо выполнить
согласование местных осей с помощью инструмента Местные оси пластин.
Моделирование опирания балок выполнено с помощью линейных связей по
направлениям X, Y, Z глобальной системы координат ПК ЛИРА, наложенных на
нижние узлы элементов опорных ребер жесткости.
274
Моделирование вертикальной крановой нагрузки, передаваемой на верхний
пояс подкрановой балки от катка крана через рельс, осуществлялось равномер-
но - распределенной по площади верхнего пояса нагрузкой q = 1000 кН*м2. Раз-
меры участка распределения нагрузки: 1#= 400 мм и b = 160 мм. У основных мо-
делей нагрузка прикладывалась с эксцентриситетом е = 40 мм. Схема приложе-
ния нагрузок по длине и сечению балки приведена на рис. 8.2.
В качестве примера на рис. 8.3 приведено изображение расчетной схемы
модели Б-2.
275
Рис. 8.1. Поперечные сечения балок: а, б, в — сечения балок;
г — сечение конечно-элементной модели балки
Рис. 8.2. Схема приложения крановых нагрузок:
а — по длине балки; б — по сечению основной модели;
в — по сечению контрольной модели
31ф¥Х«*А 1
(ЦТбапка 2
Рис. 8.3. Расчетная схема модели балки Б-2
276
После выполнения линейного расчета производился расчет главных напря-
жений с использованием подсистемы ЛИТЕРА. Для этого в режиме анализа ре-
зультатов расчета необходимо выполнить в меню Усилия ЛИТЕРА. В поя-
вившемся окне для расчета главных напряжений необходимо поставить флажок
для параметра Вычисление главных напряжений по усилиям и нажать кнопку
Подтвердить.
В результате работы ЛИТЕРЫ были получены главные нормальные напря-
жения ci, оз на нижнем (Я), среднем (С), верхнем (В) слоях КЭ (о^>оз)- Нумера-
ция слоев производится согласно направлению местной оси Z1 КЭ, как показано
на рис. 8.4, а.
а)
б)
Анализ результатов расчета моде-
лей производился для наиболее нагру-
женных зон стенки, показанных на
рис. 8.5. По длине балки рассматрива-
лась зона А — верхний центральный ряд
элементов стенки; по сечению балки рас-
сматривалась зона Б— вертикальный
столбец КЭ стенки в середине пролета.
Кроме того, анализировалось изменение
Рис. 8.4. Обозначения слов: а) — в ме-
стной системе координат КЭ; б)— по
сечению стенки
напряженного состояния элемента стенки
31, в котором возникают максимальные
главные напряжения. Элемент 31 распо-
ложен на пересечении зон А и Б.
Предварительный анализ напря-
женного состояния стенок контрольных
и основных моделей производился
сравнением различных параметров на-
пряженного состояния элемента 31.
Напряжения стус, стхс для средних слоев
КЭ верхней зоны стенки включают в
себя напряжения от общего изгиба
стенки и местного смятия стенки:
—С _
ау «Нос,у ’
с _ О
— «^х + а1ос,х
(8.1)
(8.2)
Главные напряжения на нижнем и
верхнем слое КЭ вычисляются по сле-
дующей зависимости:
Рис. 8.5. Обозначения, использован-
ные для анализа результатов расчета
моделей
277
(8.3)
где стВ|/в, ст”/в, т^в - нормальные и касательное напряжения на нижнем и верхнем
слое КЭ.
Вычисление напряжений ст"^в, ст^в, производится по формулам:
ст^ст^б^	(8.4)
hz
I	Mv
а«/«=аеу+6-^	(8.5)
(8.6)
п
где ст', ст', т'у — напряжения на среднем слое элемента; Мх, Му— погонные мо-
менты, действующие на сечения, ортогональные местным осям Xi и Y1 КЭ соот-
ветственно; Мху — погонный крутящий момент; h — толщина элемента.
Напряжения для элемента 31, полученные в результате расчетов пяти се-
рий моделей, приведены в табл. 8.2.
Таблица 8.2
Напряженное состояние элемента 31 (в МПа)
№	Схема	Ох'	с CJy	н <Т1	с си	в Q1	н из	с СГЗ	сзв
0	Б-0-0	-13,27	-13,36	-13,16	-13,16	-13,16	-13,48	-13,48	-13,48
	Б-0	-13,28	-13,38	53,32	-13,16	-33,69	7,14	-13,50	-80,09
1	Б-0-1	-13,27	-13,36	-13,16	-13,16	-13,16	-13,48	-13,48	-13,48
	Б-1	-13,27	-13,38	42,36	-13,16	-30,43	3,89	-13,49	-69,14
2	Б-0-2	-13,27	-13,36	-13,16	-13,16	-13,16	-13,48	-13,48	-13,48
	Б-2	-13,27	-13,38	36,33	-13,16	-28,64	2,10	-13,49	-63,11
3	Б-0-3	-13,28	-13,36	-13,16	-13,16	-13,16	-13,48	-13,48	-13,48
	Б-3	-13,28	-13,38	27,49	-13,17	-26,01	-0,55	-13,50	-54,28
4	Б-0-4	-13,35	-13,36	-13,19	-13,19	-13,19	-13,52	-13,52	-13,52
	Б-4	-13,34	-13,39	15,11	-13,20	-22,32	-4,34	-13,54	-41,91
Анализ данных табл. 8.2 показывает, что напряженное состояние среднего
слоя 31 остается практически неизменным. Таким образом, можно сделать вы-
вод, что на напряженное состояние от общего изгиба балки и местного смятия
стенки не оказывает влияния ни шаг ребер жесткости, ни внецентренный харак-
тер приложения нагрузки.
278
Напряженное состояние от местного изгиба стенки характеризуется глав-
ными напряжениями на нижнем и верхних слоях КЭ: ст/, а3н и ст/, ст3в соответст-
венно. При внецентренном приложении нагрузки в основных моделях логика из-
менения главных напряжений соответствует характеру нагружения: на верхнем
слое напряжения сжатия увеличиваются по модулю, а на нижнем слое возника-
ют растягивающие напряжения. Максимальные по модулю главные напряжения
возникают на верхнем слое элемента Э1 основной модели серии № О Б-0 и рав-
ны ст3°=-80,09 МПа. Минимальные главные напряжения возникают на верхнем
слое элемента основной модели серии № 4 Б-4 и равны ст3®=-41,91 МПа.
Характер распределения напряжений ст3в и ст/ по зонам Ди Б основных мо-
делей приведен на рис. 8.6. Из эпюр, приведенных на рис. 8.6, следует, что мак-
симальные напряжения возникают под нагрузкой в середине пролета и соответ-
ствуют элементу 31. По мере приближения к ребрам жесткости главные напря-
жения уменьшаются. У модели Б-4 в анализируемую зону попало ребро жестко-
сти, что оказало влияние на характер эпюр: в районе ребра происходит скачок
напряжения ст3в и смена знака напряжения ст/.
Рис. 8.6. Эпюры аз* и ст/для зон А и Б основных моделей
Распределение касательных напряжений на нижнем и верхнем слоях эле-
ментов зоны А приведены на рис. 8.7. С уменьшением шага ребер жесткости не
наблюдается значительного снижения экстремальных значений касательных на-
пряжений на слоях.
279
Напряжения Г^МПа
Рис. 8.7. Эпюры касательных напряжений хвХу и Лу для зоны А основных моделей
Для исследований напряжений от местного изгиба стенки использовались
зависимости (8.4) - (8.6). В рамках данного численного эксперимента вторые чле-
ны этих формул будут являться приращениями соответствующих напряжений от
местного изгиба стенки и равны стц,, VflXy. Вычисление и построение эпюр для
Ofy, <%> тг,ху производилось с помощью программы LiraUtil. Значения нормальных
напряжений на слоях и напряжения от местного изгиба стенки для элемента 31
приведены в таблице 8.3.
Таблица 8.3
Напряжения от местного изгиба стенки и нормальные напряжения на слоях
элемента 31 основных моделей
Мо- дель	OfX	Ох"	СГхС	а/	Gfy	ст/	с СТу	в СТу
Б-0	20,42	7,15	-13,28	-33,70	66,70	53,32	-13,38	-80,08
Б-1	17,17	3,90	-13,27	-30,44	55,74	42,36	-13,38	-69,13
Б-2	15,38	2,10	-13,27	-28,65	49,71	36,33	-13,38	-63,09
Б-3	12,74	-0,55	-13,29	-26,03	40,87	27,49	-13,39	-54,26
Б-4	9,00	-4,35	-13,34	-22,34	28,50	15,11	-13,39	-41,89
Из результатов, приведенных в табл. 8.3, следует, что при местном изгибе
стенки нормальные напряжения на нижнем слое сту" принимают положительные
значения во всех моделях. Нормальные напряжения ст/ принимают положитель-
ные значения при большем шаге поперечных ребер жесткости. Шаг поперечных
ребер жесткости оказывает влияние на величины как сжимающих, так и растяги-
вающих напряжений на поверхностях стенки. Данный вывод не подтверждает
результатов работы [11], в которой указывается, что шаг ребер оказывает влия-
ние только на величины растягивающих напряжений.
Ввиду отсутствия в конечно-элементных моделях рельса не представляется
возможным провести сравнение результатов численного и большинства натур-
ных экспериментов, например, с [12]. Тем не менее анализ эпюр напряжений,
построенных по длине и высоте стенки для зон А и Б, показал, что качественная
картина напряженного состояния конечно-элементных моделей совпадает с ре-
280
зультатами экспериментальных исследований сварной 6 метровой балки с реб-
рами из уголков [8, рис. 3], испытанной при передаче нагрузки на верхний пояс
без кранового рельса (рис. 8.8).
1 - испытания без рельса;
2 - то же с рельсом;
3 — теоретические кривые.
Рис. 8.8. Эпюры напряжений ату [8, рис. 3]
Максимальные напряжения CTfy, ок возникают у верхних элементов стенки,
расположенных в середине пролета балки, по длине и высоте стенки нормаль-
ные напряжения постепенно уменьшаются. С уменьшением шага ребер жестко-
сти as нормальные напряжения от местного изгиба о^, уменьшаются. Эпюры
нормальных напряжений от местного изгиба стенки и стк для зон А и Б основ-
ных моделей приведены на рис. 8.9.
В [2] не учитывается напряжение ок. Для проведенного эксперимента значе-
ния <5fx находятся в интервале от 10 до 20 МПа, поэтому пренебрегать данными
напряжениями в расчетах нельзя. Необходимо включать в расчеты как проч-
ности верхней зоны стенки балки, так и ее усталостной долговечности.
Чтобы численно оценить влияние шага ребер жесткости на напряженное со-
стояние стенки от ее местного изгиба, в программе «Statistica 6.0» был произве-
ден расчет коэффициентов корреляции г между шагом ребер жесткости as и на-
пряжением Ofy, а также as и а^. Выборки были сформированы из результатов
расчета моделей серий №1—4. В результате расчета между обеими парами зна-
чений были получены коэффициенты г * 0,98, что свидетельствует о функцио-
нальной связи между шагом ребер жесткости и напряжениями от местного изгиба
стенки Ofy и Of*.
281
Распределение касательных напряжений от местного изгиба стенки по
зоне А основных моделей аналогично приведенному на рис. 8.7. Экстремальные
значения возникают в сечениях, удаленных от середины пролета на расстоя-
нии (0,525 - 0,675)U их величина изменяется в пределах (0,13-0,27)0^, большие
значения множителя соответствуют меньшим as.
Таким образом, в результате численного эксперимента выявлено, что для
определения нормального напряжения от местного изгиба стенки Ofy необходимо
использовать аналитические зависимости, в которых учитывается шаг ребер же-
сткости. Поэтому в дальнейшем при реализации расчетной методики оценки ус-
талостной долговечности подкрановых балок использована зависимость (8.7),
предложенная Е.А. Митюговым [7, 9] (в ее современной записи). Определение
продольного нормального напряжения оЛ выполнено по выражению (8.8).
(8.8)
282
Напряжения
Рис. 8.9. Эпюры нормальных напряжений от местного изгиба стенки <иу и сь
для зон А и Б основных моделей
Исследование изменения напряженного состояния стенки и попереч-
ного ребра жесткости при нагружении балки подвижной нагрузкой
В данном численном эксперименте в качестве базовой использовалась ко-
нечно-элементная модель Б-5, которая была создана по аналогии с натурной
балкой, испытанной К.К. Неждановым [13]. Размеры сечений элементов модели
были приняты исходя из удобства разделения на КЭ и несколько отличаются от
исходного аналога. Сетка КЭ — 2x2 см. Геометрическая схема модели Б-5 при-
ведена на рис. 8.10.
Рис. 8.10. Геометрическая схема модели Б-5
Использовались следующие параметры равномерно распределенной на-
грузки, приложенной к верхнему поясу: q - 6406 кН*м2; 1#= 160 мм; Ь = 40 мм; е =
30 мм. Величина q вычислена по нагрузке, на которую проводились циклические
испытания натурной балки [13], следующим образом: экспериментальное значе-
ние силы Р = 41 кН разделено на площадь передачи нагрузки, вычисленной в
283
предположении передачи нагрузки через квадратный рельс 40x40 мм, величина
I# была принята с учетом удобства конечно-элементного моделирования. Дви-
жение катка крана по балке моделировалось расчетом на множество статических
загружений. В каждом загружений координата центра тяжести равномерно рас-
пределенной нагрузки Хн изменялась в диапазоне от 1 м до 1,6 м, шаг смещения
центра тяжести нагрузки задавался равным 0,02 м. Перемещение нагрузки осу-
ществлялось в направлении от левой опоры к правой.
Анализ результатов расчета модели Б-5 произведен для верхнего цен-
трального элемента стенки 31, зоны В поперечного ребра, удаленного от левой
опоры на 1,2 м, а также его крайних элементов 32 и 33. Расположение зоны В,
элементов 31, 32, 33 приведены на рис. 8.11. Для анализа напряженного со-
стояния строились осциллограммы, которые представляют собой график изме-
нения какого-либо параметра напряженного состояния КЭ в зависимости от по-
ложения нагрузки. Построение осциллограмм производилось с помощью про-
граммы LiraUtil по результатам расчета схемы в ПК ЛИРА на отдельные загруже-
ния.
Рис. 8.11. Обозначения использованных
для анализа результатов расчета модели Б-5
Максимальные по модулю главные напряжения на нижнем и верхнем слоях
стенки возникают в элементе 31 при положении нагрузки посередине пролета
(Хн= 1,5 м). Осциллограммы напряжений на верхнем слое элемента 31, приве-
денные на рис. 8.12, хорошо совпадают с экспериментальными данными для
аналогичного сечения натурной балки [13, рис. 2] (см. рис. 8.13): амплитуды о/
не отличаются, амплитуды ст3в отличаются менее чем на 15%, характер осцилло-
грамм совпадает.
На нижнем и верхнем слоях стенки действуют синхронные отнулевые циклы
растяжения и сжатия соответственно, р « 0. Напряжения в сжатой зоне стенки со
стороны смещения нагрузки по модулю превышают аналогичные напряжения в
растянутой зоне, главные оси практически совпадают с осями балки, так как ст3в»
стув и о/ « стхв. Амплитуды циклов нормальных напряжений соответствуют поло-
жению нагрузки в середине пролета при Хн = 1,5 м. Максимальная величина на-
пряжений соответствует амплитуде третьего главного напряжения о3в =
231,3 МПа. Амплитуда главного касательного напряжения равна т^дтах ~
284
65,1 МПа. Осциллограммы напряжений в растянутой зоне стенки (на нижнем
слое) носят аналогичный характер. Таким образом, принятая технология иссле-
дования может быть признана адекватной действительной работе подкрановой
балки на восприятие подвижкой нагрузки.
Направление движения
Рис. 8.12. Осциллограммы напряжений аз", о/, о/, ахв, x*i,2max. х*ху
на верхнем слое элемента Э1
Рис. 8.13. Экспериментальные линии
влияния местных напряжений со
стороны эксцентриситета [13, рис. 2]
У поперечного ребра жесткости наибо-
лее нагруженными являются элементы
верхнего ряда (зона В), примыкающего к
поясу. В пределах зоны В максимальные
главные напряжения возникают у крайних
элементов 32 и 33. Осциллограммы глав-
ных напряжений на слоях 32 и 33 приведе-
ны на рис. 8.14. Верхние слои элементов
ребра соответствуют его поверхности, ори-
ентированной к середине пролета.
Из рис. 8.14 следует, что слои элемен-
та 32 испытывают асинхронные отнулевые
циклы сжатия по напряжению а3, р » 0. Ам-
плитуды циклов напряжений стзв= 249,7 МПа и трапах = 110,2 МПа соответствуют
положению нагрузки с координатой центра тяжести Хн = 1,28 м, а амплитуды цик-
лов оз" = 240,4 МПа и THJ(2max = 106,4 МПа — координате Хн = 1,12 м. На слоях
элемента ЭЗ действуют асинхронные отнулевые циклы растяжения по напряже-
нию at. Амплитуды циклов а/ = 159,1 МПа и тв1>21Пах = 66,3 МПа соответствуют
положению нагрузки с Х„= 1,36 м. Амплитуды циклов оз"= 151,6 МПа и т\апах = i
63,3 МПа соответствуют положению нагрузки с Хн- 1,04 м.
Амплитуды циклов главных напряжений наиболее нагруженных элементов
ребра, воспринимающих эксцентрично приложенную нагрузку, возникают при по- ?
ложениях нагрузки не над ребром жесткости, а на расстоянии 0,12 м от него. Be-1
личины амплитуд главных напряжений на различных слоях элементов 32 и ЭЗ |
незначительно отличаются друг от друга и превышают соответствующие значе- I
ния амплитуд элемента стенки 31. Главные касательные напряжения п.гта на |
слоях элементов ребра в полтора раза превышают по величине главные каса- |
тельные напряжения элемента 31 в стенке.	|
Координата центра тяжести нагрузки X, м
Направление движения
286
Направление движения
Рис. 8.14. Осциллограммы главных напряжений элементов ребра: а) - о/, оз*, т’г.ап»,
Т J,2nwK ДЛЯ 32; б) “ G1 , Of1, Т T,2max> Т Г.Зтах ДЛЯ 33
Осциллограммы напряжений от изгиба ребра для элемента 32 приведены
на рис. 8.15. Наиболее существенными по величине являются нормальные на*
пряжения (fys, которые изменяются по знакопеременному циклу, близкому к
симметричному, р * -1. Амплитуды цикла возникают при положениях нагруз-
ки на расстоянии 0,1 м от ребра жесткости, т.е. близко к положениям, вызываю-
щим амплитуды главных напряжений а3в и а3и.
Таким образом, напряженное состояние поперечных ребер жесткости явля-
гтся столь же сложным, как и у стенки балки: величины амплитуд циклов больше
соответствующих значений амплитуд наиболее нагруженного элемента стенки;
изменения нормальных напряжений от изгиба ребер происходят по знакопере-
менному циклу. Поэтому появление трещин в сварных швах, прикрепляющих
юбра жесткости к верхнему поясу, является закономерным.
Направление движения
Рис. 8.15. Осциллограммы напряжений от изгиба элемента ребра Э2
287
Исследование влияния величины выреза в поперечном ребре жестко-
сти на напряженное состояние стенки и ребра
В качестве базовой модели для проведения численного эксперимента была
принята модель из предыдущего эксперимента Б-5. Для обострения влияния ис-
следуемого фактора— выреза в ребрах - модель была рассчитана на значи-
тельную по величине нагрузку q = 50 000 кН*м2 со следующими параметрами: Х„
= 1,3 м, /rf= 160 мм, Ь = 40 мм, е = 20 мм.
Так как размеры конечных элементов модели Б-5 сопоставимы не только с
размерами вырезов bs, но и с шириной поперечного ребра жесткости, то для бо-
лее детального исследования напряженного состояния была создана серия мо-
делей фрагмента подкрановой балки. Модель фрагмента балки включает участ-
ки верхнего пояса, стенки и поперечного ребра жесткости. Расположение фраг-
мента и его геометрическая схема приведены на рис. 14.16. Варьирование вели-
чины выреза bs осуществлялось от 0 до 48 мм с шагом 8 мм в моделях Ф-0...Ф-
48.
Рис. 8.16. Геометрическая схема фрагмента подкрановой балки
Для центральной части модели фрагмента балки размеры КЭ приняты рав-
ными 4x4 мм. В периферийных зонах верхнего пояса, стенки и ребра созданы по
два ряда КЭ с большими размерами (КЭ крайних рядов — 2x2 см). Нагружение
балки осуществлялось следующим образом:
•	по результатам расчета базовой модели Б-5 в ПК ЛИРА были получены пере-
мещения узлов стыковки, которые были сохранены в формате MS Excel;
•	проведено сопоставление стыковочных узлов в базовой модели балки и ее
фрагменте;
•	моделирование напряженного состояния фрагмента балки, идентичного ис-
ходной схеме, осуществлялось приложением к стыковочным узлам нагрузок в
виде вынужденных смещений, равных перемещениям соответствующих узлов
схемы Б-5;
288
•	генерация нагрузок осуществлялась с помощью программы LiraUtil, в которой
были созданы текстовые документы 6 и 7, характеризующие нагрузки расчет-
ной схемы на входном языке ЛИРА;
•	файл расчетной схемы был получен импортированием информации из файла
исходных данных, написанном на входном языке ЛИРА.
Так как вырезы в ребрах не оказывают влияния на напряженное состояние
удаленных от них элементов, то для всех моделей задавалось единое напря-
женное состояние.
Проверка адекватности НДС фрагмента балки Ф-0 по отношению к НДС ис-
ходной модели Б-5 производилась по следующей программе:
•	сравнение эпюр главных напряжений приреберного участка стенки, построен-
ных для рядов КЭ с отметками центров тяжести;
•	сравнение эпюр главных напряжений элементов парного ребра для трех се-
чений с отметками, аналогичными стенке;
•	сравнение перемещений характерных стыковочных узлов.
Рис. 8.17. Зоны стенки и ребра
для анализа результатов
По результатам проверки адекватности можно сделать следующие выводы:
•	НДС модели фрагмента балки Ф-0 хорошо совпадает с НДС исходной схемы
Б-5;
•	по эпюрам фрагмента Ф-0 возможно провести более детальное исследование
напряженного состояния участков ребер жесткости и стенки, прилежащих к
вырезам, чем по модели Б-5, поэтому принятая тактика исследования может
считаться удачной.
Предварительный анализ
главных напряжений показал, что
величина выреза в ребре жестко-
сти bs не влияет на напряженное
состояние элементов стенки, уда-
ленных от ребра (расположенных
вне зон А, 6). Поэтому сравни-
тельный анализ напряженных со-
стояний стенки и ребра при раз-
личных bs производился для зон
А, Б, В, показанных на рис. 8.17.
Главные напряжения элементов стенки в пределах зоны Б могут изменяться
как в большую, так и в меньшую сторону. Положения элементов с экстремаль-
ными главными напряжениями на разных слоях весьма стабильны, приращения
экстремумов незначительны: максимальное приращение составляет 23,49% для
о3", однако максимальные по модулю напряжения с3в в пределах зоны Б умень-
шились на 1,80%.
289
Эпюры а3а, построенные для зоны А стенки (по высоте сечения, прилежащего к
ребру), при различных вариантах bs приведены на рис. 8.18. Из данного рисунка
следует, что максимальные главные напряжения на верхнем слое стенки ст3®
возникают под вырезом, с увеличением bs максимальные ст3® уменьшаются.
Рис. 8.18. Эпюры напряжения а3в, построенные для зоны Б
стенки, при различных значениях bs
Для ребра жесткости наиболее нагруженной зоной во всех моделях являет-
ся верхний ряд КЭ (зона В). Эпюры а/, построенные для зоны В, при различных
вариантах bs приведены на рис. 8.19. С увеличением величины выреза в ребре
ba происходит перераспределение напряжений на элементах ребра. При значе-
ниях bs £, 40 мм (левая граница нагрузки находится за пределами выреза или
точно над вырезом) максимальные напряжения ст/ возникают на крайнем КЭ со
стороны смещения нагрузки и равны между собой, напряжения у выреза посте-
пенно увеличиваются. При Ь, = 48 мм (нагрузка находится внутри выреза) поло-
жение максимума о/ изменяется: максимум возникает в элементе, прилежащем
к вырезу; рост максимума ст/ составляет 23% по сравнению с моделями, у кото-
рых bs< 40 мм, однако в практике проектирования такое сочетание величины вы-
реза и ширины распределения нагрузки b не встречается.
290
Рис. 8.19. Эпюры напряжения азв, построенные для зоны В ребра жесткости, при различ-
ных значениях bs
На основании проведенного исследования установлено, что если bs < b, то
величина bs не оказывает влияния на напряженное состояние ребер и стенки.
Поэтому величина bs не может оказывать существенного влияния на долговеч-
ность ребер жесткости и при реберной зоны стенки.
Исследование напряженного состояния стенки и ребер при отсут-
ствии сварного шва между поперечным ребром жесткости и верхним
поясом
В качестве базовой модели для данного численного эксперимента исполь-
зовалась модель Б-5, у которой были заданы вырезы в ребрах величиной Ьа =
20 мм. Использовались следующие параметры равномерно распределенной на-
грузки: q - 1000 кН*м2, /ef= 160 мм, b = 40 мм, е = 20 мм. Численный эксперимент
производился на воздействие подвижной нагрузки. Координата центра тяжести
нагрузки Хн изменялась в диапазоне от 1 м до 1,6 м, шаг смещения центра тяже-
сти нагрузки задавался равным 0,02 м. Перемещение нагрузки осуществлялось в
направлении от левой опоры к правой.
Сварной шов между ребром жесткости и верхним поясом может отсутство-
вать в двух случаях:
291
•	как конструктивное решение: ребра жесткости не привариваются, а приторцо-
вываются к верхнему поясу, при этом должен быть обеспечен их плотный кон-
такт;
•	как следствие разрушения сварного шва, прикрепляющего ребро жесткости к
верхнему поясу.
В любом случае для конечно-элементного моделирования таких стыков
принципиальным вопросом является определение степени включения в совме-
стную работу верхнего пояса и ребра жесткости. Угловые связи в данном случае
отсутствуют, а из линейных связей существенное влияние на напряженное со-
стояние будет оказывать только связь по оси Z, которая характеризуется величи-
ной Rz. Наличие связи по оси Z фактически говорит о включении ребра в работу
на восприятие вертикальной крановой нагрузки.
Связь по оси Z между граничными узлами верхнего пояса и ребра будет
возникать, если при движении эксцентричной нагрузки деформации пояса обес-
печат плотный контакт и совместную работу с частью ребра со стороны смеще-
ния нагрузки. С противоположной стороны деформации верхнего пояса и ребра
будут независимыми.
По степени совместной работы верхнего пояса и части ребра со стороны
смещения нагрузки можно выделить три варианта реализации связи по оси Z:
1.	Rz= оо, абсолютно жесткая связь по оси Z. Реализация варианта возможна
при обеспечении плотного-контакта ребра и пояса в стыке на стадии изготовле-
ния или полном закрытии существующих зазоров при проезде крана. Моделиро-
вание осуществлялось объединением перемещений по оси Z соответствующих
узлов верхнего пояса и части ребра жесткости со стороны смещения нагрузки.
2.	Rz принимает конечное значение, характеризующее степень податливости
стыка.
3.	Rz = 0, связь отсутствует. Реализация варианта возможна в следующих
случаях: соотношение жесткостей верхнего пояса и кранового рельса, величины
крановой нагрузки, зазора между верхним поясом и ребром таково, что при де-
формации верхнего пояса не возникает его контакта с ребром; в процессе экс-
плуатации из-за наличия начальных несовершенств произошла потеря устойчи-
вости верхней части ребра. Моделирование осуществлялось с помощью зазора
между верхним поясом и ребром жесткости.
С точки зрения нормальной работы ребер без сварных швов наиболее жиз-
неспособным является третий вариант, однако для его реализации необходимо
обосновать выбор величины Rz. В настоящее время не существует методики оп-
ределения жесткостных характеристик стыков с учетом их податливости. Поэто-
му влияние жесткости стыка Rz на напряженное состояние стенки и ребер иссле-
довалось перебором различных вариантов Rz. Для этого на базе модели Б-5 соз-
дано 5 моделей, обозначенных в табл. 8.4.
292
Таблица 8.4
Модели для исследования
Обозначение модели	Характеристика стыков верхнего пояса и ребер жесткости
Б-5-1	Rz = 0 у всех ребер жесткости
Б-5-2	Rz = 0 у исследуемого ребра (удаленного от левой опоры на 1,2 м).
Б-5-3	Rz - со у исследуемого поперечного ребра
Б-5-4	Сварные стыки у всех поперечных ребер
Б-5-5	Rz варьировалось от 10 до 107 кН*м
На основании предварительного сравнения напряженных состояний рассчи-
танных моделей для анализа результатов выбраны характерные элементы и зо-
ны, которые обозначены на рис. 8.20.
Рис. 8.20. Зоны ребра и стенки для анализа результатов
Наиболее неблагоприятное напряженное состояние возникает для элемен-
тов стенки модели Б-5-1, непосредственно примыкающих к исследуемому ребру
с обеих сторон. Осциллограммы главных напряжений для элемента 32 приведе-
ны на рис. 8.21.
293
50
Направление движения
Рис. 8.21. Осциллограммы главных напряжений оЛ с/* для элемента 32
Амплитуды циклов ст/ и ст/ элемента 32 моделей Б-5-1 и Б-5-2 возникают
при положении центра тяжести нагрузки непосредственно над ребром жесткости
(Х„ = 1,2 м), в то время как для жестких стыков моделей Б-5-3 и Б-5-4 амплитуды
ст/ возникают при положениях нагрузки на некотором расстоянии от ребра. Еще
одной характерной особенностью изменения напряженного состояния элемента
32 является рост растягивающего напряжения ст/ у моделей Б-5-1 и Б-5-2. Та-
ким образом, амплитуды циклов растяжения на нижнем слое становятся сопос-
тавимыми по величине с амплитудами сжатия на верхнем слое, что делает воз-
можным зарождение трещины одновременно с двух сторон стенки.
Сравнение осциллограмм главных напряжений ст/ и ст/ элемента 32 моде-
лей Б-5-1 и Б-5-2 выявило, что их амплитуды циклов отличаются не более чем
на 7%. Приращение амплитуды цикла ст/ между моделями Б-5-1 и Б-5-4 для
элемента 32 составляет 571%, а для элемента 31 - 20,8%. Таким образом, же-
сткость стыка оказывает влияние только на местное напряженное состояние
приреберной части стенки.
При полном отсутствии контакта верхнего пояса и поперечного ребра жест-
кости последнее практически полностью исключается из работы, но в то же вре-
294
мя наличие сварных швов, прикрепляющих ребро к стенке, превращает его в
концентратор напряжения: не воспринимая нагрузки, оно не дает ей распреде-
литься на большой участок стенки. Концентрация главных напряжений на ниж-
нем и верхнем слоях приреберной части стенки модели Б-5-3 обусловлена рос-
том напряжений от местного изгиба стенки. Эпюры нормальных напряжений по
зонам А и Б для моделей Б-5-2, Б-5-3 при положении центра тяжести нагрузки
над ребром, иллюстрирующие концентрацию напряжений в приреберной части
стенки, приведены на рис. 8.22.
Напряжения, МПа
Рис. 8.22. Эпюры нормальных напряжений	а# по зонам А и Б
для моделей Б-5-2 и Б-5-3
Для того чтобы исследовать возможные этапы жизненного цикла стыка
верхнего пояса и ребра жесткости без сварных швов, была создана модель Б-5-
5, позволяющая варьировать величину жесткости Rz. Варьирование Rz осущест-
влялось изменением соответствующего значения жесткостной характеристики
КЭ типа 55, заданных между узлами верхнего пояса и ребра жесткости. Варьиро-
вание Rz осуществлялось в пределах от 10 до 10 000 000 кН*м, всего было рас-
считано 48 моделей. Загружение модели осуществлялось при наиболее невы-
годном положении центра тяжести нагрузки—Хн= 1,2 м.
По результатам расчетов для элемента 32 в логарифмических координатах
была построена зависимость третьего главного напряжения на верхнем слое а/
от величины жесткости стыка по оси Rz, которая приведена на рис. 8.23.
295
Рис. 8.23. Зависимость третьего главного напряжения на верхнем слое азв элемента 3-2
Б-5-5 от величины жесткости стыка верхнего пояса и ребра жесткости
На графике ст3® - Rz можно выделить три участка, которые характеризуют
этапы работы стыка верхнего пояса и ребра жесткости без сварных швов.
Нижний прямолинейный участок, асимптотически приближающийся к /?,= ос,
характеризует работу стыка при совместной работе ребра и верхнего пояса на
восприятие крановой нагрузки.
Наклонный участок характеризует постепенный рост напряжений в стенке
при снижении жесткости стыка, которая возможна, например, вследствие посте-
пенной потери устойчивости верхней части ребра.
Верхний прямолинейный участок, асимптотически приближающийся к Rz = О,
характеризует худший вариант работы стыка при полностью искпючившемся из
работы ребре жесткости.
Графики, подобные приведенному на рис. 8.23, могут быть использованы
для оценки зависимости изменения напряженного состояния элементов произ-
вольных стыков от их жесткостных характеристик. Зависмость «напряженное
состояние — жесткостные характеристики» позволяет оценить, каково влияние
на служебные свойства стыка различных факторов, вызывающих отклонения его
эксплуатационной жесткости от расчетных предпосылок. Более «живучими» бу-
дут стыки с максимально пологим наклонным участком или протяженным ниж-
ним участком.
Для исследованного варианта стыка наклонный участок является крутопа-
дающим. Поэтому, допуская наличие несовершенств изготовления, а также учи-
тывая динамический характер крановых воздействий и тяжелые условия экс-
296
плуатации подкрановых балок, стык ребра жесткости, не приваренного к верхне-
му поясу, следует признать неудачным1 конструктивным решением. Повышение
усталостной долговечности приреберной зоны стенки подкрановых балок долж-
но быть связано с исследованием иных конструктивных форм ребер.
Литература к главе 8
1,	Ли М.Л. Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых
балок: Дис.... канд. техн. наук. —Челябинск.: ЮУрГУ, 2004. -187 с.
2.	СНиП 11-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. — М.: ЦИТП Гос-
строя СССР, 1990. — 96 с.
3.	Рывкин Э.А. Напряженное состояние элементов стальных тонкостенных стержней в
зоне приложения локальных нагрузок: Автореф. дис. ...канд. техн. наук. — М.: МИ-
СИ, 1978. —22 с.
4.	Апалько А.А. Напряженное состояние стенок сварных подкрановых балок под дей-
ствием местных статических нагрузок: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М.: МИ-
СИ, I960.—20 с.
5.	Кудишин Ю.И. Некоторые особенности работы сварных подкрановых балок: Авто-
реф. дис. ...канд. техн. наук. — М.: МИСИ, 1967. — 10 с.
6.	Уваров Б.Ю., Кудишин Ю.И., Симонов В.И. Исследование действительного напря-
женного состояния подкрановых балок и их элементов // Металлические конструк-
ции. Работа школы профессора Н.С. Стрелецкого. — М.: Стройиздат, 1966. — С.
179-194.
7.	Митюгов Е.А. Исследование кручения верхнего пояса и местного изгиба стенки в
металлических подкрановых балках: Автореф. дис.... канд. техн. наук. — М.: МИСИ,
1970.-20 с.
8.	Митюгов Е.В. Испытание подкрановой балки на кручение верхнего пояса // Про-
мышленное строительство. —1969. — № 5. - С. 33-35.
9.	Митюгов Е.А. О местной прочности металлических подкрановых балок // Известия
вузов. Строительство и архитектура. —1990. — №9. — С. 12-15.
10.	Патрикеев А.Б. Некоторые закономерности усталостных повреждений сварных под-
крановых балок// Проблемы прочности. —1983. — №7. — С. 19-24.
11.	Петросян О.М. Влияние эксплуатационных факторов на напряженное состояние
верхней зоны стенки подкрановой балки: Автореф. дис. ...канд. техн. наук. — Маке-
евка: ДонГАСА, 2002. — 23 с.
12.	Беленя Е.И., Рывкин Э.А. Экспериментальное исследование местных напряжений в
стенках сварных подкрановых балок // Известия вузов. Строительство и архитекту-
ра. - 1974. — № 4. — С. 7—12.
13.	Беленя Е.И., Нежданов К.К. К вопросу выносливости сжатой зоны стенки стальных
подкрановых балок // Промышленное строительство. — 1976. — №4. — С. 40-43.
297
Глава 9. ВАНТОВЫЕ И МЕМБРАННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
9.1.	Общие положения
Использованию МКЭ при расчетах вантовых и мембранных конструкций по-
священо достаточно большое количество работ и очередное перечисление их,
наверное, не имеет смысла. Основные положения о реализации положений по
расчету нелинейных статических задач в ПК ЛИРА, а также тестовые верифика-
ционные примеры расчета вантовых конструкций приведены в [1].
В работе [2] указываются основные проблемы при расчетах таких конструк-
ций с помощью МКЭ:
•	численная и практическая реализация предварительного напряжения;
•	учет влияния жесткости опорных контуров на напряженное состояние канат-
ных элементов {опорный контур зачастую принимается как абсолютно жест-
кий);
•	использование криволинейных элементов (нити моделируются прямолиней-
ными элементами);
•	учет расчетов на устойчивость опорных конструкций.
Для моделирования предварительного натяжения в ПК ЛИРА был реализо-
ван специальный геометрически нелинейный конечный элемент № 308 «фар-
копф» [1]. В отличие от температурных нагрузок, которыми может быть смодели-
ровано предварительное натяжение при расчетах достаточно простых систем
типа отдельной нити, «фаркопф» применяется при расчетах сложнейших конст-
рукций (см. пример на рис. 9.1).
Рис. 9.1. Численная модель стадиона с мембранным покрытием,
преднапряженным канатами
Гибкие ванты, нити, канаты и т.д. моделируются геометрически нелинейны-
ми КЭ элементами типа «нить», которые предполагают работу элементов только
на растяжение. Жесткие ванты, например из прокатных или сварных профилей,
моделируются геометрически нелинейными стержнями. Соответственно мем-
бранные конструкции моделируются геометрически нелинейными пластинчаты-
ми элементами, учитывающими лишь мембранную группу усилий.
298
При моделировании опорного контура, как правило, также используются не-
линейные КЭ, поскольку висячие конструкции очень чувствительны к изменению
геометрии опорного контура. На рис. 9.1 показана модель, в которой сталежеле-
зобетонный опорный контур моделировался стержневыми КЭ, учитывающими
как геометрическую, так и физическую нелинейность, что позволило наиболее
точно определить НДС всей пространственной конструкции, поскольку кроме
расчета опорного контура по деформированной схеме (геометрическая нелиней-
ность) учитывались дополнительные деформации от нелинейного поведения
материала (физическая нелинейность). При моделировании опорного контура
КЭ, учитывающими одновременно геометрическую и физическую нелинейность,
преследовалась также цель проверки устойчивости опорного контура с учетом
возможного появления зон пластических деформаций стали и ослабления сече-
ния трещинами в бетоне.
С помощью конечно-элементной библиотеки ПК ЛИРА возможно описать
достаточно точную геометрию вантовых или мембранных конструкций. Это осо-
бенно важно для непологих висячих конструкций, поскольку известно [2], что
приближенное описание цепной линии параболой приводит к занижению стрелки
провисания и величины распора (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Гибкая нить в форме
цепной линии и параболы
Способы задания геометрии
стержневых систем различной гео-
метрии, в т.ч. параболической и цеп-
ной линии, рассматривались в гла-
ве 4. На рис. 9.2 сплошной линией
показана цепная линия, которая опи-
сывается уравнением [2]
у = т- ch-----1 ,
< т j
(9-1)
где т = H/g; Н — распор; д — постоянная равномерно распределенная на-
грузка.
Пунктирной линией показана парабола
299
9.2.	Моделирование висячего покрытия системы В.Г. Шухова
Висячие конструкции покрытий относятся к наиболее эффективным конст-
руктивным решениям для большепролетных зданий. История висячих покрытий
началась в 1895 г., когда русский инженер В.Г. Шухов сделал заявку на патент на
изобретение «сетчатых систем» для покрытий зданий.
В.Г.	Шухов остался в истории развития металлических конструкций как че-
ловек с потрясающей инженерной интуицией, во многом опередивший свое вре-
мя на десятилетия. Его конструктивные решения всегда отличались удивитель-
ной простотой и эффективностью работы отдельных элементов конструкций.
Изобретенные им сетчатые системы — это яркое проявление инженерного та-
ланта В.Г. Шухова.
Основной идеей предложенного В.Г. Шуховым сетчатого покрытия являлось
использование вместо плоских несущих конструкций (ферм или балок) системы
пересекающихся однотипных элементов. На рис. 9.3 приведена схема одной из
заявленных систем — висячего покрытия над круглым планом.
Рис. 9.3. Конструктивная схема сетчатого покрытия здания на круглом плане
300
После получения патента В. Г. Шуховым были построены несколько зда-
ний с различными типами сетчатых покрытий. Наибольшую известность из
них получили 4 павильона для Всероссийской выставки, проходившей в
1896 г. в Нижнем Новгороде. К сожалению, ни один из павильонов Всерос-
сийской выставки не сохранился до наших дней, на несколько десятилетий
были преданы забвению и изобретенные В.Г. Шуховым висячие покрытия.
Только в 1952 г. для здания Рэлей-арены в США вновь было применено по-
крытие из гибких растянутых нитей.
Историческая значимость работ В. Г. Шухова и удивительная конструктивная
красота его висячих систем привлекли наше внимание. Было решено рассчитать
висячую систему круглого павильона Всероссийской выставки. В монографии [3]
приведено следующее описание конструкции этого павильона: «Перекрытие ро-
тонды {диаметр 68,3 м, высота 15 м) состояло из двух висячих покрытий. Между
жестким кольцом, опирающимся на 16 опор, и одним сжатым кольцом, лежащим
на наружной стене, была натянута сеть из 640 клепаных стальных полос
(50,8x4,76 мм, пролет сети 21,50 м). К внутреннему кольцу диаметром 25 м была
подвешена мембрана из листа в форме плоского (пологого) колпака (стрела про-
виса 1,5 м). Напряжения растяжения во внутреннем кольце, возникающие от
внешней висячей сети, частично компенсировались благодаря наличию внутрен-
ней висячей мембраны».
Расчет подобной системы был произведен в дипломном проекте студентки
кафедры ПГС филиала ЮУрГУ в г. Златоусте О.Ю. Перепелкиной. Дипломный
проект выполнен в 2002 г., расчеты проведены в ПК ЛИРА 8.2.
Для исследования работы покрытия, скомпонованного по системе
В.Г. Шухова, был проведен расчет каркасного здания с круглым планом. Висячее
сетчатое покрытие подвешено между внутренним и внешним опорными контура-
ми. Диаметр наружного контура D = 90 м, диаметр внутреннего контура d = 30 м.
Условная схема расположения колонн и опорных контуров приведена на рис. 9.4.
Центральная часть здания перекрыта куполом, который по компоновочной схеме
представляет собой сетчатую оболочку вращения с разрезкой на основе звезд-
чатой системы Чебышева.
301
Рис. 9.4, Условная схема расположения колонн и опорных контуров
*
Первым этапом моделирования необходимо сгенерировать колонны и опор-
ные контуры. Выполнить это можно разными способами, например для создания
опорных контуров лучше воспользоваться инструментом Добавить узел (за-
кладка По окружности). Далее, создав одну колонну с помощью инструмента
Добавить элемент, можно выполнить ее копирование поворотом.
При создании расчетных схем, у которых конструкции имеют ради-
альное расположение, рекомендуется геометрический центр расчет-
ной схемы в плоскости ХОУ совмещать с началом глобальной системы
координат (Х = О, Y = 0).
302
Расчетная схема на момент создания колонн и опорных контуров приведена
на рис. 9.5.
Рис. 9,5. Расчетная схема после создания колонн и опорного контура
Рассмотрим более подробно создание сетчатого покрытия. Для того чтобы
лучше понять процесс создания покрытия, на рис. 9.6 приведен конечный вид
расчетной схемы (без центрального купола). Расчетная схема в дипломном про-
екте О.Ю. Перепелкиной создавалась в ПК ЛИРА 8.2, поэтому для генерации
сети КЭ висячего покрытия использовались различные «ухищрения». В после-
дующих версиях ПК ЛИРА создание подобной конструкции не составляет труда,
если в основу работы положить функцию пересечения блоков.
Отфрагментируем опорные контуры и переведем расчетную схему в плос-
кость XOY. Создадим одну нить покрытия с помощью инструмента Добавить
элемент. Для этого при активной первой закладке Добавить стержень и вы-
ставленном флажке Указать узлы курсором соедините узлы наружного и внут-
реннего контура так, чтобы образовалась нить, идущая от колонны по оси «1»
вверх (по направлению оси Y). Далее создайте все нити, которые пересекают
первую, — это нити, идущие от осей 2-10. Вид расчетной схемы после выполне-
ния данных действий приведен на рис. 9.7.
Расчет висячих конструкций необходимо производить с учетом геометриче-
ской нелинейности, поэтому изменим тип КЭ для нитей. Выделите нити и выпол-
ните в меню Схема => Корректировка => Смена типа конечного элемента. На
второй закладке в списке появившегося диалогового окна выделите строку Тип
310 геометрически нелинейный универсальный пространственный стерж-
невой КЭ (нить), нажмите кнопку Применить.
303
Разделим первую нить на КЭ в соответствии с сопряжением ее с другими ни-
тями. Создайте два блока: из первой нити и всех остальных. Для этого необходимо
выделить элементы и их узлы, а затем нажать кнопку инструмента Создать блок
...®.. Выделите созданные блоки и нажмите кнопку Пересечь выбранные блоки
сВв. Удалите все нити, кроме первой. Создайте из первой нити блок.
Сгенерируем остальные нити. Выделите первую нить, нажмите кнопку Ко-
пировать выбранные объекты ®. На закладке Копирование поворотом
выставите радио - кнопку параметра Вокруг оси в значение Z, задайте Ft= 9°, N
= 39, нажмите кнопку Применить. Расчетная схема примет вид, как на рис. 9.8.
Выделите все нити, используя инструмент Полифильтр: в диалоговом окне пе-
рейдите на вторую закладку Фильтр для элементов, установите флажок для
параметра По типу КЭ, в выпадающем списке выберите Тип 310 - ..., нажмите
кнопку Применить. В диалоге Копирование объектов перейдите на закладку
Копирование симметрично, установите радио - кнопку параметра Относи-
тельно плоскости в значение XOZ, нажмите кнопку Применить. Упакуйте схе-
му. Схема примет вид, как на рис. 9.6.
Рис. 9.6. Расчетная схема сетчатого покрытия
Зададим жесткость нитям. Вызовите диалог Жесткости элементов, на
третьей закладке выберите КЭ 310 (нить). В диалоге Численное описание КЭ
310 (нить) установите радио - кнопку параметра Способ задания сечения в
значение Сортамент. После этого появится стандартное диалоговое окно
Стальное сечение, в котором выберите Сортамент - ЛК-РО 6 х 36 (1 + 7 + 7/7 +
14) + 7 х 7 (1 +6), Профиль - 41. Нажмите кнопки ОК и Подтвердить.
304
Рис. 9.7. Расчетная схема после создания первых нитей
Рис. 9.8, Расчетная схема после создания половины нитей сетчатого покрытия
305
Задание геометрии расчетной схемы завершается созданием купола. Пол-
ная расчетная схема приведена на рис. 9.9. На нижние узлы колонн наложены
связи по всем 6 направлениям.
—----------..........------------------------------—- „ 
Рис. 9.9. Расчетная схема после создания центрального купола
Все нагрузки, действующие на каркас, были разделены на следующие за-
гружения:
•	собственный вес конструкций;
•	постоянная нагрузка от веса ограждающих конструкций;
•	снеговая нагрузка, распределенная по все площади покрытия;
•	снеговая нагрузка, распределенная по половине покрытия;
•	ветровая нагрузка, воздействующая на конструкции покрытия в период мон-
тажа;
•	ветровая нагрузка, воздействующая на конструкции каркаса в период экс-
плуатации.
Расчет схем с использованием геометрически нелинейных КЭ отличается ст
линейного расчета. Вместо расчета на все загружения с последующим вычисле-
нием расчетных сочетаний усилий выполняется расчет на заданную историю
нагружения конструкции. Поэтому поиск наиболее неблагоприятных сочетаний
усилий для отдельных элементов требует расчета схемы на несколько историй
нагружений.
306
Формирование истории нагружения осуществляется в диалоговом окне,
которое вызывается из меню Нагрузки & Моделирование нелин. загруже-
ний. В данном диалоге необходимо определить следующие параметры:
•	N загружения — номер загружения, включаемого в историю нагружения рас-
четной схемы.
•	Учет предыстории — флажок выставляется в случае, если расчет схемы на
нагрузки от данного загружения должен производиться с учетом деформаций,
полученных от ранее заданных в истории загружений. Необходимо устанав-
ливать для всех загружений, кроме первого.
•	Метод расчета — для геометрически нелинейных конструкций необходимо
выбрать Автоматический выбор шага.
Прочие параметры можно оставить без изменения. На рис. 9.10 приведен
пример заполнения таблицы Моделирование нелинейных загружений конст-
рукции для одного из рассчитанных вариантов истории нагружения. Здесь зада-
на история от комбинации загружений: собственный вес конструкций; постоянная
нагрузка от веса ограждающих конструкций; снеговая нагрузка, распределенная
по всей площади покрытия; ветровая нагрузка, воздействующая на конструкции
каркаса в период эксплуатации.
I	.... .Iiyi	и "—III 	I J Н
^Моделирование нелинейных загружен^ кои€т;*учциу
. М.:-.- у- - 		"'.ЗЕ".:
К*
Удалить
Пв*+ат*>
Пелгвордскгь Н
... ™ iiiiiiHi>
|бкончаге/ъ+ямй результат
si’
i.2
...  -> 
1е-005
Темность Г 0 01
:j«x 
й F Яви й
1   S'JS

.< .	-	ai.;. •>->=.

J---_ . . -_..Г	.. -- •_  -н— . "-* .. -
Автоматический выбор шаге (2)
ш&гЬй ;1<3


1 2 30 300 01 ОСП1е-СЮ5
> 2230330110.01 1е4305
3 230 3001 1 001 1е-005

Рис. 9.10. Моделирование нелинейных загружений конструкции
После выполнения расчета на заданную историю нагружения в режиме
анализа результатов можно воспользоваться всеми стандартными средствами.
В качестве примера на рис. 9.11 приведена деформированная схема сетчатого
покрытия с отображением мозаик нормального усилия N.
307
По результатам расчета О.Ю. Перепелкиной выполнены конструктив-
ные расчеты основных несущих конструкций. В составе сетчатого покрытия
рассчитано два варианта купола, рассмотрены различные варианты связей
по колоннам.
Мизма N
МММрШиМ ' (Н
. -ч. ь.. -   Л. .,v ;чс:- ,.i_ - . - --J-	.х:уч.: • . . г / v,;Lr. . . , >.cx.:w < - т г. :.л  . I.jer-v; :.х c.z - ч-‘..  
Рис. 9.11. деформированная схема сетчатого покрытия
с отображением мозаик нормального усилия N
Литература к главе 9
1.	Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций. — К.:
«Факт», 2005. — 344 с.
2.	Михайлов В.В. Предварительно напряженные комбинированные стержне-
вые вантовые конструкции: Учеб, пособие. — М.: Изд. АСВ, 2002. — 256 с.
3.	Грефе Р., Перчи О., Шухов Ф.. В.Г. Шухов (1853-1939): Искусство конст-
рукции. — М.: Мир, 1995. —192 с.
308
Приложение 1. Курсовой проект № 1:
«Рабочая площадка промышленных зданий»
309
Ol£
Приложение 2. Курсовой проект № 2:
«Стальные конструкции промышленных зданий»
311
	—			 —				'—-	км			
					typanutf ttpwicr			
к		.**МуЬЩ<*.*	'tt*w					
		7i^WjJCHi Д.о			СтажянЯ Кфкэс щюмнглгир? булки	ЦаУ— У	Пах.— 2 ....	7ч j, ,ь „ J
			,		—	.. _	Syim К Л Л -f	КНУБгА		
								
312
<7375
		KijhK.			-	jWjmact			
Мф&	№	T	ff		2fl№*HfUI	jnu	Я1Л	Mtpto	Луша тгл
	/	1		.1. tsam	ttfo	173	/73		
	2	J		j_ wim	S249	tri	111		
	3 . *	r J		_L t№Tl I fOOtl	t49M «id»	Ut 43	w		
	д	7		L 7M3	9U4	14	4S		
	6	2		L. SOrS	4M?	tJ	30		
	7	T		l_ SOtS	JWM	JS	W		
	к	1		L StKf	j/rt>	П	f7		
	4	3		L. W»5	ЛЫ7	If	12		
	J0 и	f		i_ SOrf	1901	7	7		
		i		- MOcf		4	4		
	И	i		!2tA4	4&1	J	i		
	и	1		.. IV**	too	.17	T*		
н- 4	!4	i		_ MfM?	2tO	If	2.1		в^яЧ
3 (J	13	i		_ >ihn	240	7.7	JT		
«	16	1		.. tKVxX	2M	23	33		
	17 Ut	I J		tatut - ?3fai2	171 till	lit	1.6 17.2		
	19	1		-	M6	2.1	2 J	да	JWlpri
	2tt	I		_ 1ЛМ	.W	3>	21		
	JJ 22	J 2		tmtt - Mat	me 364	34 1.4	24 XX		
	23	I		- flfht	rso	t.t	t.f		
	24	1		_ ISPiS	JU#	2.4	14		
	IS	J		- tsw			Jj		
	26	J		- WtM	J ft)	1.4	f.4		
	17	1		_ 9Ы	300	i.7	17		
	IS	Ф		.. fOnt	HO	94	at		
	29	7		..	lie	02	0.9		
	.W JI	J J		J№« ,- 4plf	Й1 MO	02 9.4	t e		
	d£un <Ui4*urw>e	t%						7.12	7ГЗ	
Мантвжна гетютрична схема фермк
з рофахушлммми зусклллми в стержнях
Прнмггкн:
1.	Читятч разом ? листами* I, 2
2,	Тоэ»цпиу стчгчкях. uisis opttUnmv 4 мм
3.	Мыгиыишй стиг ошибутся на tuteoxorjiatmx
бинтах Диаметром 20 им з сгаиет 40Х "еелечт"
4	Тммчнсиж нунцию! ejtmeifiw ферма юкту пеи
мл болтах М16
				
h.	Am'			22»T1
Я^убн» ii±ni'wjd*-		AiwfhK m ।		
			__ ....	•  —
				
KW			
tCvpmouliifwm'			
Стхт&шй ааржяс fipilUUrVMOi fyjisjri	fuu'^	flfCT	.tetr*
	У	3	3
BiAnpxtutfA owKfflr ФС 36-1 моитквм raw cam1 (Jxpue	KmTiA		
Приложение 3. Курсовой проект:
«Деревянные конструкции»
314
315
Приложение 4. Дипломный проект:
«Расчет стального силоса для смешивания смесей»
316



1
319
320
(замикаючий бузол}
СМ
гге
Приложение 5. Студенческая научно-исследовательская работа:
«Сравнительная оценка применимости ПК ЛИРА к расчету тонко-
стенных пологих составных конструкций, состоящих из конических
оболочек»
Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры
Выполнили: Студ. Марченко В.А., Студ. Заярная Е.И.
Примеры пологих конических оболочек в строительстве
Геометрия исследуемых оболочек
Е= 2*105 МПа; v=0,3.
a = 0°30'+5 °
r/R = 0.02+0.8
п — 2+6
323
Результаты сравнения критических нагрузок, вычисленных с помощью
ПК ЛИРА 9.2, с результатами расчетов ПК ANSIS 8.1
Первая серия: коническая оболочка, в которой радиус основания и радиус пла-
стины не менялись, а менялся угол наклона образующей к основанию
Кривые отображают графическую зависимость критического давления qcr от
угла наклона образующей конуса к плоскости нижнего основания а. Нижняя кри-
вая — шарнирно - неподвижное закрепление основания, верхняя — жесткая за-
делка.
Результаты сравнения критических нагрузок, вычисленных с помощью
ПК ЛИРА 9.2, с результатами расчетов ПК ANSIS 8.1
(сравнение форм потери устойчивости)
324
Результаты сравнения критических нагрузок, вычисленных с
помощью ПК ЛИРА 9.2, с результатами расчетов ПК ANSIS 8.1
Вторая серия: коническая оболочка, в которой менялся параметр r/R.
Кривые отображают графическую зависимость критического давления cf' от па-
раметра rfR. Нижняя кривая — шарнирно - неподвижное закрепление основания,
верхняя — жесткая заделка.
Г рафики зависимостей результатов расчета в ПК ЛИРА 9.2 и в ПК ANSIS 8.1
практически совпадают.
Результаты сравнения критических нагрузок, вычисленных с помощью
ПК ЛИРА 9.2, с результатами расчетов ПК ANSIS 8.1
(сравнение форм потери устойчивости)
325
Результаты сравнения критических нагрузок, вычисленных с помощью
ПК ЛИРА 9.2, с результатами расчетов ПК ANSIS 8.1
Третья серия: менялось количество составных частей.
Кривые отображают зависимость критического давления от количества со-
ставных частей.
Результаты сравнения критических нагрузок, вычисленных с помощью
ПК ЛИРА 9.2, с результатами расчетов ПК ANSIS 8.1
(сравнение форм потери устойчивости)
326