УДК 004.052.42

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА В ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСАХ ЛИРА-САПР И MIDAS GTS NX

Назарова Дарья Сергеевна1, Переверзев Никита Александрович1
1Воронежский государственный технический университет, магистрант кафедры строительных конструкций, оснований и фундаментов имени профессора Ю.М. Борисова, обучающийся по направлению «Эффективные строительные конструкции и изделия»

Аннотация
Данная статья посвящена расчету железобетонного каркаса в следующих вариантах:
• Расчет каркаса здания в ПК ЛИРА-САПР при помощи системы Монтаж;
• Расчет каркаса здания в нелинейной постановке ПК midas GTS NX.
Данная тема многогранна и имеет актуальный характер.
Результаты.
Сравнение полученных результатов в ПК ЛИРА-САПР и ПК midas GTS NX. Решения рассмотренной задачи в дальнейшем будут использованы как базовый вариант для анализа результатов расчета аналогичной задачи уже с учетом работы грунтовых оснований.

Ключевые слова: , , , , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Назарова Д.С., Переверзев Н.А. Особенности расчета в программных комплексах ЛИРА-САПР и MIDAS GTS NX // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2019/08/90048 (дата обращения: 02.02.2020).

Введение. Современное архитектурно-строительное проектирование трудно представить без использования компьютерных технологий. Компьютер и программное обеспечение к нему не только оказывают неоценимую помощь в работе инженера, но и позволяют рассматривать задачи, решения которых ранее не представлялось возможным. В то же время достижение высокого уровня качества образования инженера-конструктора невозможно без изучения им современных средств компьютерного проектирования и моделирования.

Использование компьютерных технологий служит залогом успешного проведения расчетов на стадии проектирования новых, а также при проверке несущей способности существующих зданий и сооружений. В настоящее время существуют большое количество систем автоматизированного проектирования (САПР) строительных объектов, применение которых позволяет значительно повысить качество и скорость решения соответствующих инженерных задач для отдельных частей проекта.

При проектировании грунтовых оснований и сооружений в настоящее время широко используются программные комплексы, осуществляющие статические и динамические расчеты линейных и нелинейных конечно-элементных систем. К программам, получившие всеобщее признание и успешно используемые в инженерной практике, следует отнести Ansys, MIDAS GTS NX, ЛИРА-САПР, Plaxis, Z-Soil, Sofistik, FEMmodeles и некоторые другие. В этих программах графическое моделирование грунтовых сред и сооружений производится на основе построения ключевых геометрических объектов: линий, поверхностей и объемов. Затем геометрические понятия «оснащаются физическим смыслом», определяются нагрузки, закрепления и производится напряжений (деформаций) в рамках механики сплошных сред.

Эти программы являются инструментами, дающими достоверные результаты только при условии глубокого понимания применяемых моделей и свойств численных методов. Только такой подход делает эти комплексы программ достаточно надежными инструментами. К сожалению, неправильное применение той или иной модели может иметь тяжелые последствия при расчетах оснований и фундаментов.

Цель. Сопоставление результатов расчета каркаса здания полученных в ПК ЛИРА-САПР и ПК midas GTS NX в нелинейной постановке.

Основные положения методики расчета. Рассматривается расчёт конструкции в ПК ЛИРА-САПР. Расчёты выполнены в нелинейной постановке.

Исходные параметры для поставленной задачи: четырехэтажное каркасное здание с размерами в плане 7.5х7.5 м, высота этажа 3 м; колонны из бетона класса В25 с модулем упругости 3х107 кПа с размерами в плане 0,4×0,4м, шаг колонн 2.5х2.5 м, вид КЭ- стержневой; плита перекрытия из бетона класса В25 с модулем упругости 3х107 кПа и коэффициентом Пуассона, равным 0,2 без балочного типа толщиной 0,2 м с размерами в плане 7.5×7.5 м ,вид КЭ-пластина; нагрузка на перекрытия, покрытие и фундаментную плиту – 10 кН/м2; грунт размерами 22,5х22,5х15, вид КЭ – объемный. E=26 МПа, n=0.30, j=35, с=39 кПа.

Рис. 1. Расчетная схема в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 2. Расчетная схема в ПК midas GTS NX

Сопоставление результатов полученных ЛИРА-САПР и ПК midas GTS NX. В качестве параметров для сравнения рассматриваются усилия в колоннах, покрытиях и деформации фундаментной плиты и плиты покрытия. Ниже приведены некоторые результаты расчетов.

Сравнение усилий в колоннах:

Рис. 3. Усилия Мy в колоннах в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 4. Усилия Мy в колоннах в ПК midas GTS NX

Рис. 5. Усилия N в колоннах в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 5. Усилия N в колоннах в ПК midas GTS NX

Рис. 6. Усилия Q в колоннах в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 7. Усилия Q в колоннах в ПК midas GTS NX

Сопоставление результатов расчетов в плите покрытия:

Рис. 8. Перемещение по оси Z в плите покрытия в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 9. Перемещение по оси Z в плите покрытия в ПК midas GTS NX

Рис. 10. Усилия Мх в плите покрытия в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 10. Усилия Мх в плите покрытия в ПК midas GTS NX

Сопоставление результатов расчетов в фундаментной плите:

Рис. 11. Перемещение по оси Z в фундаментной плите в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 12. Перемещение по оси Z в фундаментной плите в ПК midas GTS NX

Рис. 13. Усилия Мх в фундаментной плите в ПК ЛИРА-САПР

Рис. 14. Усилия Мх в фундаментной плите в ПК midas GTS NX

Численный анализ полученных результатов. Сопоставление результатов полученных ЛИРА-САПР и ПК midas GTS NX в нелинейной постановке:

Максимальные усилия, напряжения и перемещения

ЛИРА-САПР

midas GTS NX

расхождения;

%

Колонны

M, кН.м

Опорное сечение

-27.4

-23.9

14.6

Сечение сопряжения с плитой на отм.+12.000

30.7

23.7

29.5

N, кН

Опорное сечение

-257

-262

1.9

Сечение сопряжения с плитой на отм.+12.000

-49.7

-55.9

12.5

Q, кН

Опорное сечение

17.4

20.8

19.5

Сечение сопряжения с плитой на отм.+12.000

18.9

12.7

48.8

Плита покрытия на отм. +12,00 м.

перемещения по оси Z, мм

-19.2

-12.9

48.8

M, кН.м

В опорной части

-3.76

-2.47

52.2

Пролётной части

5.99

5.39

11.1

Фундаментная плита на отм. +0,000 м.

перемещения по оси Z, мм

-18.8

-20.4

8.5

M, кН.м

В опорной части

60.3

129.6

114.9

Пролётной части

37.6

48.2

28.2

Выводы. На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы: на основе решений тестовой задачи в нелинейной постановке заключаем, что значения усилий и деформаций для всех элементов каркаса, полученных в программных комплексах ПК ЛИРА-САПР и ПК midas GTS NX, иногда практически совпадают, а иногда сильно разнятся. Максимальные отклонения получены в моментах М фундаментных плит, что объясняется не совсем корректным заданием стадий монтажа в ПК ЛИРА САПР, а также особенностями самих ПК.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Программный комплекс ЛИРА-САПР. 2014. Руководство пользователя. Обучающие примеры/ Городецкий Д.А., Барабаш М.С., Водопьянов Р.Ю., Титок В.П., Артамонова А.Е.; под редакцией А.С. Городецкого–М., 2014, – 324 с.
  2. Программный комплекс midas GTS NX. 2015. Пособие по расчетам.
  3. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с Изменениями N 1, 2, 3).
  4. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Назарова Дарья Сергеевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация