Полная версия

Главная arrow Строительство

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

СОСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ЗАПУСКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА SCAD++ ПРИ РАСЧЕТЕ НЕРАЗРЕЗНЫХ БАЛОК

Задание. Для балки, изображенной на рис. 5.11, а, вычислить внутренние усилия во всех ее элементах: О, ©, ..., 0 от действия постоянной нагрузки, приняв жесткости пролетов в соответствии с заданием. Определить прогибы в середине пролетов и на конце консоли. Временную нагрузку располагать последовательно на каждом пролете и консоли (рис. 5.11, б, в, г, д).

Рис. 5.11

Примечание. В условии задания Elt — жесткость бруса при

с у

изгибе. Принимаем Е = 2,0• 10 МН/м — модуль линейной упругости для стальных конструкций; I, — момент инерции поперечного сечения в плоскости изгиба.

При составлении исходных данных в пакетном режиме в виде файла с расширением *.txt численные значения исходных данных необходимо привести к следующим единицам измерения: нагрузки — килоньютоны; линейные размеры — метры; размеры поперечного сечения — квадратные сантиметры. Выходные расчетные данные могут быть получены в единицах измерения различных систем исчисления.

Расчет производится с помощью интегрированной системы анализа конструкций SCAD++ (в дальнейшем обозначаем SCAD++) на ПЭВМ.

Для решения задачи составляются следующие документы.

Документ 0«Заглавный»

Отличительной особенностью документа «О» (табл. 5.2) является нумерация строк и наличие в некоторых строках нумерованных списков. Номер строки отделяем от самой строки символом «;» (точка с запятой), а номер списка от списка — «:» (двоеточие).

Таблица 5.2

Документ 0 — «Заглавный»

Здесь строки документа «О» имеют следующий смысл:

  • - в строке 2 указан признак 2 плоской стержневой системы (балки), каждый узел которой содержит три степени свободы: линейное перемещение вдоль оси X; линейное перемещение вдоль оси Z; поворот вокруг оси Y. Система располагается в плоскости XYZ;
  • - в строке 4 перечислен список стержней, для которых вычисляются внутренние усилия: для стержней 1-7 в крайних и среднем сечениях; причем правила знаков во всех сечениях отвечают начальному сечению;

- в строке 6 указывается номер узла, для которого будут вычисляться перемещения в направлении OZ.

При отсутствии информации в строке 6 перемещения по умолчанию вычисляются для всех узлов.

Документ 1«Элементы»

При обозначении узлов элементов необходимо придерживаться порядка их нумерации слева направо. В соответствии с нумерацией элементов, принятой на расчетной схеме, структурно описываются все элементы. Каждому элементу отводится строка из пяти граф (позиций). В первой указывается номер элемента, во второй — тип КЭ, в третьей — номер строки документа 3, в которой перечислены характеристики жесткости описываемого элемента, в остальных двух графах — номера узлов, относящихся к рассматриваемому элементу (табл. 5.3).

Таблица 5.3

Документ I — «Элементы»

Документ 2«Шарниры (Условия примыкания)»

Так как в рассматриваемом примере балка неразрезная (не имеет шарниров в пролете), этот документ не заполняется. Опорные закрепления балки (связи) описываются в документе 5.

Документ 3«Жесткостные характеристики»

В первой графе этого документа указывается номер типа жесткости, соответствующий номеру, указанному во второй графе документа 1. Во второй графе задаются жесткостные характеристики элементов (табл. 5.4).

В рассматриваемом примере приняты следующие значения жесткостей поперечных сечений пролетов неразрезной балки: I № 60, Aj = 132 см2; ЕАХ = 2,74 -106 кН, ЕД = 1,509-105 кН/м2.

Документ 4«Координаты»

В этом документе задаются координаты всех узловых точек балки в глобальной системе координат (рис. 5.12, а). Каждая строка этого документа содержит три графы, в которых указываются координаты узлов в соответствии с их нумерацией на расчетной схеме. На рис. 5.12, б приводятся порядковые номера степеней свободы (1, 2, 3 —линейные перемещения в направлениях осейХ, Y, Z; 4, 5, 6 — углы поворота вокруг тех же осей). Рисунок 5.12 идентичен рис. 4.28.

Рис. 5.12

Документ 5«Связи»

В этом документе описываются опорные закрепления рамы (рис. 5.13). Каждая строка этого документа содержит несколько граф. В первой указывается номер узла, на который накладываются связи, в остальных — номера степеней свободы (вдоль каких осей отсутствуют перемещения), табл. 5.5.

Рис. 5.13

Документ 6«Типы нагрузок»

В этом документе описываются нагрузки, действующие на узлы и элементы (сосредоточенные и распределенные нагрузки).

Каждая строка данного документа соответствует одному типу нагрузки и содержит пять граф (табл. 5.6). В первой графе указывается номер нагруженного узла или элемента, во второй — вид нагрузки из следующего набора: 0 — узловая, ориентированная относительно глобальной системы координатных осей; нагрузки, приложенные к элементам в местной системе координат: 5 — сосредоточенная; 6 — местная равномерно распределенная; 7 — неравномерно распределенная (трапециевидная); 8 — температурная.

В третьей графе указывается направление нагрузки (см. документ «Связи»), в четвертой — номер строки документа 7, в котором приведены численные значения нагрузок, в пятой — номер нагружения, которому принадлежит данная нагрузка — для балки он равен 1.

Таблица 5.6

Документ 6 — «Нагрузки»

Каждая строка этого документа состоит из пяти граф. В первой графе указывается номер параметра нагрузки, соответствующий номеру в графе 4 документа 6.

Узловая сосредоточенная сила (момент) и равномерно распределенная нагрузка описываются одним числом — их величиной — и знаком; местная нагрузка в виде сосредоточенной силы (момента) — двумя числами: величиной и привязкой к началу конечного элемента в начале и конце загруженного участка.

Правило знаков

Для узловой нагрузки (рис. 5.14, а) сосредоточенная сила положительна, если направлена к началу координат; сосредоточенный момент положителен, если он стремится повернуть элемент против часовой стрелки.

Для распределенной нагрузки (рис. 5.14, б) распределенная нагрузка положительна, если направлена к началу координат.

Рис. 5.14

При составлении документа 7 в текстовом формате (табл. 5.7) необходимо нагрузки задавать в тоннах, используя следующие зависимости: 1 кН = 1000 Н = 100 кг = 0,1 т. При использовании интерфейса программно-вычислительного комплекса SCAD++ нагрузки вводятся в ньютонах (см. приложение 9).

Таблица 5.7

Документ 7 — «Величины нагрузок»

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ УЗЛОВ И ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ В БАЛКЕ

В табл. 5.8-5Л1 приводятся результаты расчета на ПЭВМ перемещений узлов и внутренних усилий в элементах неразрезной многопролетной балки.

Таблица 5.8

Перемещения узлов

Единицы измерения: линейных перемещений — см; угловых перемещений— rad*1000

Таблица 5.9

Максимальные перемещения

Величина нормативного (допускаемого) прогиба пролета балки

Максимальный по абсолютному значению прогиб больше нормативного: 18,94594 см > 5 см, что не удовлетворяет условию жесткости.

Правило знаков (рис. 5.15)

Для изгибающих моментов изгибающий момент положителен, если он стремится изогнуть горизонтальные элементы выпуклостью вниз.

Рис. 5.15

Для поперечных сил поперечная сила положительна, если она стремится повернуть горизонтальный элемент по часовой стрелке.

Таблица 5.10

Усилия в элементах

Единицы измерения: усилий — Н; напряжений — Н/м**2; моментов — Н м; распределенных моментов — Н м/м; распределенных перерезывающих сил — Н/м; перемещений поверхностей в элементах — м

Максимальные усилия в элементах

Деформированное состояние балки показано на рис. 5.16, значения перемещений приведены в табл. 5.8.

Эпюры внутренних усилий — поперечных сил Q и изгибающих моментов М— показаны на рис. 5.17-5.18 соответственно.

Рис. 5.16

Рис. 5.17

Рис. 5.18

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>