ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЮКЕРА

Цель работы: Произвести подготовку исходных данных и расчет методом конечных элементов на программном комплексе SCAD++.

Приборы и материалы:

• - персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ);
• - программа SCAD++;
• - инструкция по эксплуатации программы SCAD++ на ПЭВМ.

Ход работы следующий

Исходные данные для расчета дюкера

Конструкция схема дюкера представлена на рис. 6.76 и имеет следующие входные данные:

Рис. 6.76

• - дюкер состоит из вертикального короба 1 и горизонтальной опорной квадратной плиты 2, которые жестко связаны между собой по контуру центрального квадратного отверстия плиты;
• - опорная плита жестко присоединяется к неподвижной опорной поверхности («земле») по линии внешнего периметра плиты;
• - перпендикулярно к поверхности двух параллельных граней короба, вдоль общей горизонтальной координатной оси X действуют одинаковая равномерно распределенная ветровая активная q_a и пассивная q_n нагрузка.

Задание для расчета дюкера

Для заданной нагруженной конструкции дюкера:

• - сформировать расчетную модель с учетом симметрии конструкции и нагрузки;
• - определить НДС модели от заданной нагрузки;
• - визуализировать основные этапы построения модели и результаты решения задачи статического расчета (определения НДС).

Построение расчетной модели с учетом симметрии конструкции и нагрузки

Как известно, симметричные особенности сооружения и нагрузки дают возможность значительно упростить и ускорить решение задачи: сформировать расчетную модель не всего сооружения, а только его части (не более половины), причем действие отброшенной части сооружения учитывается наложением в местах разъединения частей таких опорных связей, которые дают возможность определить реальное НДС сооружения.

В рассматриваемом, симметрия сооружения и нагрузки относительно плоскости XZ разрешают построить расчетную модель не всей конструкции, а какой-либо ее половины, которая расположена по одну сторону от плоскости сечения XZ, например половины, изображенной на рис. 6.77. Действие отброшенной половины сооружения учитывается наложением на каждую точку срединной линии сечения сооружения трех опорных связей: одной линейной связи вдоль оси Y и двух угловых связей вокруг осей X и Z (соответственно U_x и LQ.

Рис. 6.77

Срединная поверхность листовых граней выбранной половины сооружения представляется совокупностью 16 прямоугольных

4-узловых плоских оболочечных конечных элементов трех типоразмеров (0,2 м х 0,2 м; 0,2 м х 0,4 м; 0,2 м х 1,0 м), которые жестко соединяются между собой в узлах (рис. 6.78).

Далее изложен алгоритм построения вышеупомянутой конечно-элементной модели конструкции в среде SCAD++, ее статического расчета и визуализации результатов.