О лентах, меню и новых расчетах
Тем, кто за долгое время работы уже привык к виду предыдущих версий, на первый взгляд программа покажется не совсем знакомой. Но, присмотревшись, вы сразу найдете все знакомые кнопки - они просто стали более выразительными, сохранив при этом смысловые образы. И это еще не всё: во-первых, кнопки можно увеличить вдвое и увидеть наконец, что же на них изображено; во-вторых, стало возможным задавать собственные сочетания клавиш для каждой функции и команды программы; в-третьих, можно создавать свои панели инструментов, содержащие любые наборы инструментов, и таким образом ускорить свою работу в программе. Кроме того, в ПК ЛИРА-САПР 2012 можно переключиться в новый режим пользовательского интерфейса - Лента (рис. 7).
Рис. 7. Вид пользовательского интерфейса Лента в ПК ЛИРА-САПР 2012
Ленточный интерфейс группирует инструменты (кнопки) по задачам, стоящим перед пользователем. На отдельных вкладках сгруппированы инструменты для построения расчетной схемы, расчета, анализа результатов и конструирования (подбора арматуры и расчета стальных сечений и узлов). При выделении на схеме узлов и элементов появляются так называемые контекстные вкладки, в которых содержатся инструменты, применимые к выделенным узлам и элементам. Не бойтесь переходить в режим Лента: в отличие от Microsoft Office, в ленте которого можно потеряться всерьез и надолго, ЛИРА-САПР позволяет в любой момент вернуться к классическому виду. Для этого достаточно снять галочку у пункта Лента в меню Стиль (см. рис. 7). Если вы всё же решили опробовать ленту, но не можете сразу найти в ней нужную кнопку, то, кроме ленты, можно дополнительно включить и выпадающие меню, и панели инструментов (одновременное использование классического и «ленточного» представления инструментов). Отличительной особенностью ленты является переключение текущего загружения в строке состояния.
Теперь немного о приятных мелочах, предназначенных для улучшения изображения расчетной схемы на экране. Появились новые проекции расчетной схемы: в дополнение к видам «спереди», «сверху» и «слева» появились виды «снизу», «справа» и «сзади». К аксонометрической проекции расчетной схемы, которая в своем начальном положении по виду напоминала диметрию, а после поворота вообще была трудна для восприятия, прибавилась новая изометрическая, которая не искажает восприятие во время поворотов (см. рис. 7). Улучшен алгоритм отрисовки расчетной схемы: теперь это происходит гораздо быстрее и выглядит более четко; большие схемы нормально воспринимаются даже без включения освещенности. Наконец, в новой версии ПК ЛИРА-САПР 2012 переключение между режимами Создание и редактирование, Анализ результатов и Конструирование происходит с сохранением текущего вида схемы, тогда как в предыдущих версиях после перехода между режимами приходилось заново фрагментировать, поворачивать и выделять элементы на схеме.
Революционные изменения претерпел не только внешний вид программы, но и ее содержание. Рассмотрим основные новые функции.
Новое понятие — Вариант конструирования возникло оттого, что на один статический/динамический расчет могли приходиться несколько расчетов арматуры или стальных сечений. Действительно, в прежних версиях часто на один файл lir создавалось два и более arm-файлов с расчетом арматуры для этой же схемы, но с различными нормами проектирования (СНиП, СП, Еврокод) или, чаще, с разными классами бетона и арматуры. Теперь все эти данные хранятся в одном LIR-файле, и нет необходимости следить за большим количеством файлов исходных данных, которые норовят разбежаться, как тараканы. В варианты конструирования входят те же данные, которые требовались для железобетонного и стального расчета в подсистемах АРМ и СТК прежних версий, и есть возможность импорта этих данных из ваших старых проектов.
Изображенные на рис. 8 диалоговые окна предназначены для создания, редактирования и копирования данных из одного варианта конструирования в другой. Для подбора арматуры элементам необходимо назначить материалы, исходя из трех составляющих: тип, бетон и арматура, а для стального расчета — из двух: материал и дополнительные характеристики. Присвоение этих данных выполняется аналогично назначению элементам поперечных сечений (жесткостей). Более того, назначение жесткостей и материалов конструирования теперь сосредоточено в одном диалоговом окне Жесткости и материалы, что позволяет назначать и то и другое одновременно (см. рис. 8).
Рис. 8. Данные вариантов конструирования и окно жесткостей и материалов
Полный расчет. Благодаря тому что материалы для конструирования можно задавать еще на первых этапах создания модели, стало возможным выполнить сквозной расчет, то есть статический/динамический расчет, а сразу за ним — конструктивные расчеты, которые в предыдущих версиях приходилось всегда запускать вручную. Сейчас нажатие кнопки Выполнить расчет автоматически запускает полный расчет в такой последовательности: статический и динамический расчет -> расчет РСУ -> вычисление реакций на фрагмент -> расчет РСН -> устойчивость по усилиям или РСН -> вычисление главных и эквивалентных напряжений -> вычисление унифицированных усилий по каждому варианту конструирования -> железобетонный расчет и стальной расчет по каждому варианту. Запуск же команды Расчет с контролем параметров позволяет пользователю отключить те или иные расчеты в цепочке полного расчета, которые в данный момент ему не нужны.
Инженерная нелинейность — новый метод расчета, смысл которого заключается в учете изменения жесткостных характеристик железобетонных элементов в процессе нагружения. Например, в СП 521032007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий» рекомендуется применять понижающие коэффициенты к модулю упругости материалов и выполнять линейный расчет с заниженными жесткостями. Но следует обратить внимание на то, что эти коэффициенты усредненные и не учитывают реального напряженного состояния в каждом сечении конструкций. А Инженерная нелинейность позволяет учесть сложившееся напряженное состояние в каждом сечении всех элементов схемы, а точнее в каждой точке арматурных включений и каждой элементарной площадке бетона, на которые разбито сечение. При этом задавать исходные данные и анализировать результаты мы будем как для линейного расчета, что существенно упрощает и ускоряет получение результатов с учетом нелинейных свойств железобетона. Этот инструмент интересен для пользователей ПК ЛИРА-САПР еще и тем, что он доступен во всех ценовых конфигурациях программы, начиная с минимальной, тогда как физически и геометрически нелинейные расчеты доступны только в конфигурации PRO.
Основные этапы работы с этой новой функцией следующие. Вначале задаются все исходные данные как для обычного линейного расчета. Затем указывается «определяющая» комбинация нагрузок (набор статических загружений, каждое со своим коэффициентом), которая, по мнению пользователя, в основном определит напряженно-деформированное состояние элементов конструкции — развитие трещин, пластические деформации бетона и арматуры. На эту комбинацию нагрузок выполняется расчет в физически нелинейной постановке с подбором на каждой итерации арматуры и уточнением жесткостных характеристик элементов. Используется итерационный метод секущих (метод Биргера). В результате жесткостные характеристики стержневых элементов определяются как для стержней переменной жесткости, а для пластинчатых элементов — как для ортотропных пластин. На основе полученных новых жесткостных характеристик выполняется линейный расчет на все заданные нагружения (в том числе и динамические), определяются РСУ, РСН, подбирается проектная арматура и выполняется окончательный конструктивный расчет.
Инженерная нелинейность ни в коем случае не умаляет и не перечеркивает расчет с учетом физической нелинейности на основе шаговых методов. Используя шаговую нелинейность, можно провести исследование прогресса нагружения, проследить развитие трещин и нарастание перемещений вплоть до разрушения элементов конструкции от одной комбинации нагрузок (истории нагружения). А назначение инженерной нелинейности — позволить оценить влияние изменения жесткостей на перераспределение усилий и увеличение перемещений в рядовых практических расчетах.
Расчет стержня переменного сечения. Такой стержень можно представить себе как некий условный элемент, состоящий из нескольких смежных соосных стержней (рис. 9). Размеры поперечного сечения задаются только в начале и конце, а размеры сечений отдельных конечных элементов, составляющих такой стержень, вычисляются автоматически. Можно получить напряженнодеформированное состояние стержня переменного сечения и подобрать его армирование.
Рис. 9. Задание стержня переменного сечения, его визуализация в окне 3D и результаты подбора арматуры в стержне переменного сечения
Расчетные сочетания усилий тоже были усовершенствованы. Теперь они определяются не только по расчетным, но и по нормативным значениям усилий. Для стержней введены дополнительные критерии, учитывающие их конструктивные особенности. Модифицированы формулы вычисления критериев для пластин. Всё это позволило существенно повысить обеспеченность выбора наиболее опасных сочетаний нагрузок во всех элементах и, тем не менее, сократить время подбора армирования в пластинчатых КЭ.
Расчетный функционал комплекса получил и другие, менее значимые усовершенствования. Перечислим основные из них. Конечные элементы плиты и оболочки, в том числе на упругом основании, теперь учитывают податливость сдвигу, что позволяет получить более адекватные результаты для толстых плит. Изменен расчет на сейсмическую нагрузку по акселерограмме. В основу нового метода положено интегрирование акселерограммы во времени с учетом коэффициента динамичности. Новый расчет позволяет получить более близкие к теоретическим результаты. Для динамических расчетов исправлен сбор масс с элементов, в том числе с суперэлементов. В прежних версиях при сборе масс не учитывалось расположение нагрузки, а суммарная нагрузка равномерно распределялась между узлами элемента. Далее, кроме 32-разрядного варианта процессора появился его 64-разрядный вариант, который позволяет использовать всю оперативную память компьютера (более 2 Гбайт). В блок подбора арматуры для пластинчатых элементов был добавлен альтернативный способ подбора по теории Вуда.
Важным дополнением функционала ПК ЛИРА-САПР 2012 можно считать расчет плит на продавливание в зонах опирания плит на железобетонные колонны по СНиП 2.03.0184* и СНиП 52012003. Расчет производится по следующей схеме.
В САПФИР-КОНСТРУКЦИИ для отмеченных пользователем колонн автоматически генерируются контуры продавливания. Форма сгенерированного контура зависит от поперечного сечения колонны, толщины плиты, находящихся вблизи отверстий или краев плиты (рис. 10). Пользователь имеет возможность вручную корректировать полученные автоматически контуры продавливания. Далее контуры продавливания передаются в ВИЗОР-САПР для расчета.
Рис. 10. Автоматическая генерация контуров продавливания в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ
Расчет на продавливание, как и подбор арматуры, осуществляется по вариантам конструирования. Поскольку материалы для подбора арматуры и расчета на продавливание одни и те же, никаких дополнительных данных специально для расчета на продавливание задавать нет необходимости. Как и основную арматуру, подбираемую в данном варианте конструирования, арматуру на продавливание можно подбирать на усилия от комбинаций РСН и РСУ. Следует отметить, что в математическом модуле РСУ для вычисления усилий продавливания реализована специальная группа критериев.
В результате расчета на продавливание определяются усилия продавливания для каждого контура: нормальное усилие N и два момента Mx и My, периметр контура продавливания, коэффициент несущей способности и арматура (рис. 11).
Рис. 11. Задание стержня переменного сечения, его визуализация в окне 3D и результаты подбора арматуры в стержне переменного сечения
Результаты расчета основной (продольной) арматуры плит и результаты расчета плит на продавливание экспортируются в систему САПФИР-ЖБК для дальнейшего конструирования.
Авторы: Дмитрий Медведенко, ведущий инженер-программист компании «ЛИРА САПР» (г. Киев), Роман Водопьянов, главный инженер компании «ЛИРА Сервис» (г. Москва)
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Комментарии