В данной статье описывается моделирование и расчет канатной пост-напряженной арматуры на базе готовой модели в ЛИРА-САПР посредством комбинации инструментов в САПФИР-3D и подсистемы САПФИР-Генератор.
В готовой расчетной схеме в ВИЗОР-САПР выделяется необходимый элемент конструкции (рис.1) и с помощью инструмента «Создать фрагмент в САПФИРЕ» переходим непосредственно в САПФИР-3D.
В препроцессоре используем систему визуального программирования САПФИР-Генератор и подгружаем готовый блок нодов (рис.2). Целью данной цепочки нодов является автоматизация проектирования канатной арматуры, а именно образование «связующих» стержней, которые служат для передачи усилий от натяжения на конструкцию.
Исходными данными являются: подложка dxf и прямая линия (рис.3), которая «считывает» готовую триангуляцию рассматриваемого элемента.
Подложка выполнена с соблюдением определенных требований:
При импорте подложки ее необходимо сориентировать в пространстве и совместить с фрагментированной конструкцией используя стандартные инструменты редактирования и вращения (рис.4).
Прямая линия строится посредством указания каждой точки триангуляции исходного элемента для получения набора точек (рис. 5). В каждой точке будет образована плоскость ориентированная вдоль оси Z, которая будет разбивать (при пересечении линии и плоскости) кривую траектории каната с образованием точки.
Таким образом формируется второй набор точек, который в паре с первым набором позволяет создать прямые вертикальные отрезки (рис.6) (в виде балочек сечением 5х5, которые можно будет быстро отфильтровать в ВИЗОР-САПР и переназначить как КЭ10 (численное), либо сменить тип конечного элемента в окне Свойств-Жесткость в САПФИР-3D). Связующие отрезки с жесткостью КЭ10 (численное) будут передавать усилия от напряжения на конструкцию. Кривая каната получает тип конструктива – стержень с контуром сечения – канат (рис.7).
После создания каната и КЭ10 рассчитываем потери пост-напряжения используя специальный новый нод, к которому на вход подаем параболу, а остальные параметры, связанные с бетоном и арматурой, заполняем в свойствах нода. Нод подсчитывает угловые потери от трения каната и учитывает все исходные данные и выводит результат в табличной форме, которую можно сохранить в формате *.HTML (рис.8).
В таблице выведены все ключевые параметры, которые необходимо контролировать инженеру, такие как: сечение каната Ар (мм), сумма угловых перемещений θ (°), длина троса Lt (м), максимальное напряжение Pmax (кН), составляющие потерь 1-го рода ∆Pmu, ∆Psl, ∆Pel, ∆Pr (кН) и сумма потерь 1-го рода ∆P1 (кН, %), начальная сила напряжения Pm0, (кН), относительное удлинение троса ∆L (мм), потери 2-го рода ∆P2 (кН, %), общие потери (%), натяжение и усилие в тросе после всех потерь P (кН) и σ (МПа), температурное выражение напряжения после всех потерь Т (С°).
После получения результатов выполняем стандартные операции: обновить расчетную модель, дотянуть, пересечь и возвращаемся в ВИЗОР-САПР.
В ВИЗОР-САПР задаем натяжение каната посредством нагрузки равномерного нагрева на стержни, переназначаем балки сечением 5х5(мм) в КЭ10 (если не выполнили это в САПФИРе), и в результате получаем схему с пост-напряженными конструкциями готовую к расчету и анализу.
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Комментарии