Опыт работы с ПК ЛИРА-САПР

Компания СибтехПроект работает с программным комплексом ЛИРА-САПР с 2015 года. ПК ЛИРА-САПР был выбран основным инструментом выполнения конструкторских расчетов благодаря возможности интеграции с Revit, удобному интуитивно понятному интерфейсу, универсальности программы и развитой инфраструктуре (техподдержка, форумы пользователей).

Возможность интеграции ПК ЛИРА-САПР с Revit во многом определила выбор - с 2010 года СибТехПроект начал использовать технологию BIM-проектирования. С 2014 года СибТехПроект выполняет все разделы проекта в программе Revit. ПК САПФИР (препроцессор ЛИРА-САПР) позволил интегрировать Лиру и Revit, что снизило трудоемкость BIM-проектирования и повысило синхронность работы отделов в модели.

ПК ЛИРА-САПР, САПФИР 2020 и новые технологии компании СибТехПроект

СибТехПроект совместно с заказчиком при работе над проектом ищет возможности для оптимальных решений в конструктивной части проекта - снижении материалоемкости, повышении надежности, увеличении полезной площади здания и сокращении сопутствующих затрат. Одним из направлений работы стало проектирование с использованием пустотообразователей и применение постнапряжения. В 2018 году в ЛИРА-САПР появился новый расчетный модуль по пустотообразователям (ЛИРА-САПР 2018 Новые возможности: Расчет армирования в сборно-монолитных плитах с пустотообразователями. - Прим. ред.), который позволял производить необходимые расчеты значительно проще и быстрее. С помощью этого модуля были рассчитаны и предложены заказчику несколько вариантов конструкций перекрытий, из которых заказчик выбрал наиболее соответствующий его запросам и впоследствии реализовал проект в строительстве подземных парковок.

Следующим шагом в поисках новых конструктивных решений для перекрытий стали решения с постнапряжением канатной арматуры - технология, внедрение которой позволит заказчику сократить расходы на материалы и увеличить полезную площадь.

Изначально расчеты постнапряжения в компании СибТехПроект производились методом эквивалентного напряжения. Для этого выполнялся отдельный расчет эквивалентной нагрузки постнапряжения, после чего полученные данные вносились в ПК Лира, где проводились дальнейшие вычисления. Для того, чтобы рассчитать иной вариант, необходимо было снова выполнить отдельный расчет и загрузить в программу новые данные. При выполнении первичных расчетов эта операция может занимать почти весь рабочий день проектировщика.

После знакомства с методикой прямого моделирования и расчета постнапряжения канатной арматуры, описанной в публикации ООО «ДАКК» было решено изучить возможность использования данной методики в практике СибТехПроекта. Основным инструментом расчетов стал расчетный модуль “Канат” (Тут и далее по тексту имеется в виду нод Канат в системе САПФИР-Генератор, дающий возможность учесть постнапряжение в железобетонных элементах с канатной арматурой. - Прим. ред.), реализованный в ПК САПФИР версии 2020 - с помощью этого модуля стало возможным рассчитать требуемую температуру в канате в зависимости от геометрии раскладки, прочности и сечения.

Сравнение методов эквивалентного и прямого моделирования

При проверке эффективности прямого моделирования принята усредненная ячейка (7800мм х7800мм) перекрытия с постнапряжением, наиболее часто применяемая при реализации объектов (рис.1).

Рис.1. Ячейка вспарушенного перекрытия с постнапряжением 7800х7800мм

При расчете методом эквивалентного моделирования по методике эквивалентного отпора на основе заранее назначенного канатного армирования, раскладки и характеристик и геометрии конструкций определяется эквивалентное значение отпора, которое прикладывается к конструкциям с напряженной арматурой (рис.2).

Рис.2 Эквивалентная величина вертикального отпора реализующего постнапряжение (горизонтальные эквивалентные реакции не показаны)

Для прямого моделирования, согласно [1] была выполнена раскладка канатной арматуры и в САПФИР определена температура для КЭ 310 согласно геометрии раскладки и характеристикам канатов (рис.3).

Рис.3 Реализация раскладки канатной арматуры в САПФИР с определением необходимых значений для последующего расчета в ЛИРА-САПР (см. совместно с рис.4)
Рис.4 Этапы последующей реализации напряжения канатной арматуры в ЛИРА-САПР

Далее представим основные результаты по результатам эквивалентного и прямого моделирования постнапряжения в конструкциях перекрытия. На рисунке видно, что результаты расчетов оказались сопоставимы - результаты расчета методом прямого моделирования оказались почти идентичны результатам, полученным методом эквивалентного моделирования.

Рис.5. Прогибы плит перекрытия от комбинации загружений по 2 группе предельных состояний при эквивалентном и прямом моделировании постнапряжения
а) при эквивалентном моделировании постнапряжения
б) при прямом моделировании постнапряжения

Максимальное вертикальное перемещение при прямом моделировании оказалось выше на 4 мм у наиболее гибких частей перекрытия (плиты толщиной 100 мм) если смотреть, расхождения в перемещениях балочной части не превысило 0,8 мм (рис. 5б), что достаточно близко и говорит о допустимой сходимости применения эквивалентного напряжения.

Использование модуля “Канат” ПК САПФИР позволило быстро провести дополнительные расчеты для оценки возможности снижения сечения канатной арматуры по периметру перекрытия (рис.6).

Рис.6. Изменение сечения канатов напряжения после получения первых результатов расчета (красным цветом показан измененный участок)

После изменений сечения канатной арматуры (рис. 6), результаты расчета прогибов выполнены повторно. Данное изменение с оценкой результата производилось легко и просто (рис.6-7) в сравнении с прежде используемым методом.

Рис.7. Прогибы плит перекрытия от комбинации загружений по 2 группе предельных состояний при прямом моделировании постнапряжения
а) при одинаковом сечении канатов напряжения во всех балках с напряжением (10 канатов 15,7)
б) при прямом моделировании постнапряжения с уменьшением сечения канатов по периметру ячейки перекрытия (10 канатов 15,7 в средних балках и 6 канатов 15,7 в крайних балках по периметру перекрытия, см. рис.6)

Уменьшение прогиба для средней ячейки перекрытия при уменьшении сечения канатов крайних балок видится логичным с позиции того, что более прогибаемые крайние перекрытия, больше способствуют разгрузке средней ячейки (рис. 7).

При использовании метода прямого моделирования и выполнении расчетов в модуле “Канат” ПК САПФИР оптимально необходимое количество канатной арматуры было рассчитано очень быстро, поскольку проектировщики были избавлены от необходимости пересчитывать эквивалентную нагрузку отпора и соответственные горизонтальные и вертикальные реакции.

При сравнении методов эквивалентного моделирования и прямого моделирования с использованием модуля “Канат” ПК САПФИР проектировщики СибТехПРоекта высоко оценили быстроту и удобство расчетов.

Возможности для инженерного творчества с Лирой

Быстрота и удобство расчетов позволили расширить область поиска решений, сделав расчет не в стандартной ячейке 7800*7800, а в ячейке 10300*7800. Расчет для других размеров ячейки увеличивает возможности оптимизации за счет сокращения количества вертикальных несущих конструкций и увеличения полезной площади.

Рис.8 Общий вид ячейки для оценки перекрытия с более высоким пролетом.

Аппарат по реализации канатов напряжения в теле плиты вновь был повторен как и в [1], с учетом раскладки канатов в более высокой балке для пролета 10,3мм (см. рис.7).

В ходе нескольких итераций в ЛИРА-САПР связанных с подбором сечения напрягаемых канатов и шириной балок, была получена форма перекрытия, прогибы которой представлены на рис.9.

Рис.9 Прогибы плиты перекрытия от комбинации загружений по 2 группе предельных состояний для ячейки 10,3м х7,8 м

Таким образом, в короткий срок был рассчитан дополнительный вариант решения перекрытий, который может быть предложен заказчику как альтернативный.

Резюме

Возможности расчетного модуля “Канат” ПК САПФИР получили высокую оценку при сравнении методов эквивалентного и прямого моделирования постнапряжения канатной арматуры. При работе отмечены следующие преимущества метода прямого моделирования с проведением расчетов в модуле “Канат”:

  1. Снижение трудоемкости и сокращение времени расчетов. Расчеты автоматизированы, отдельные расчеты с последующим внесением данных в программу Лира не требуются.
  2. Увеличение вариантов решения задачи за счет сокращения рутинной работы. Выполнение расчетов в модуле “Канат” позволяет рассчитать и предложить заказчику несколько вариантов решения за тот же срок, что и расчет одного варианта методом эквивалентного моделирования.
  3. Расширение возможностей поиска решений для авторских концепций. Возможность быстрых расчетов расширяет область поиска - проектировщик в короткие сроки разрабатывает несколько предложений для воплощения авторского замысла без упрощений и ограничений.
  4. Оптимизация материалоемкости. Расчеты в модуле “Канат” позволяют выполнить запрос заказчика на сокращение затрат на материалы без потери надежности и качества - проектировщик может в короткие сроки просчитать различные варианты и выбрать лучшее решение.

Хочется поблагодарить коллектив ЛИРА-САПР за развитие и сопровождение продукта и пожелать новых успехов!

Список используемых ресурсов:

1. https://help.liraland.com/1139/5105/ Моделирование и расчет канатной арматуры в САПФИР-3D на базе готовой модели в ЛИРА-САПР. ООО «ДАКК»;

2. Конструкции железобетонные монолитные предварительно напряженные с натяжением арматуры на бетон (с напрягаемой арматурой без сцепления с бетоном). Правила проектирования. Москва 2017;

3. Расчет и конструирование монолитных преднапряженных конструкций гражданских зданий. Портаев Д.В. 2011г.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

  • 2.1K
Поделиться публикацией:

СибтехПроект

Проектная компания, которая специализируется на детальной проработке проектной и рабочей документации при помощи BIM-технологии проектирования. Официальный сайт: sibtehproekt.com

Другие публикации этого автора


Комментарии

Написать