Тема 7. Конструюючі системи ПК «ЛІРА-САПР». Металеві конструкції

ПК ЛІРА-САПР дозволяє виконувати підбір та перевірку перерізів у стержневих елементах металоконструкцій відповідно до вимог:

•  ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування»;
•  СНиП ІІ-23-81 «Стальные конструкции»;
• СП 16.13330.2011;
•  Eurocode 3.1.1;
• AISC 360-10.

Розрахунок виконується на одне чи декілька розрахункових сполучень зусиль чи навантажень (РСЗ чи РСН), отриманих із розрахунку конструкції. Вихідні дані та результати розрахунку сталевих конструкцій зберігаються в основному файлі моделі з розширенням *.lir. Можливий детальний локальний розрахунок окремих елементів у модулі СТК-САПР, при результати якого зберігаються в окремих файлах з розширенням *.stc.

Результатами розрахунку є розміри перерізів елементів і коефіцієнт використання несучої здатності перерізів елементів (у %) за відповідними перевірками відповідно до вимог ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції». Результати перевірки чи підбору видаються у вигляді текстових, HTML, xls (Excel) таблиць чи в графічному вигляді.

Розрахунок здійснюється на базі нормативних даних, що містять відомості про розрахункові характеристики сталей та розміри листового і сортаментного прокату. База сортаменту міститься в системі РС-САПР (редактор сортаменту) і може бути відредагована та доповнена користувачем.

Розрахунок ведеться за трьома граничними станами:

1)  Перевірка на міцність та загальну стійкість;

2)  Перевірка на жорсткість та деформації;

3)  Перевірка на місцеву стійкість перерізу.

Залежно від зусиль, що діють в перерізі, для стержневих елементів визначені наступні розрахункові процедури:

• ферми – поздовжня сила N;
• балки – згинальні моменти М_у (в площині Zl), M_z (в площині Y1), поперечні сили Q_z і Q_y;
• колони – нормальна сила N і згинальні моменти M_y, M_z; поперечні силиQ_z, Q_y;
• канати – поздовжня сила N ( тільки розтяг).

У табл. 10.1 наведена відповідність між перерізами, що розраховуються в ПК ЛІРА, і розрахунковими процедурами. Знак «+» вказує на те, що для такого перерізу відповідна розрахункова процедура можлива.

Таблиця 10.1 – Відповідність між перерізами та розрахунковими процедурами ПК ЛІРА

Підбір перерізів прокатних елементів здійснюється простим перебором від першого перерізу в сортаменті по порядку. За замовчуванням профілі відсортовані в порядку зростання площ перерізів. Отже, підбирається переріз із найменшою площею, що задовольняє усі перевірки по ДБН В.2.6-198:2014. Змінити порядок сортування профілів в сортаменті можна за допомогою програми РС-САПР.

Підбір складених перерізів здійснюється за допомогою перебору всіх можливих профілів. Наприклад, переріз "Складений двотавр" підбирається наступним чином. Фіксується стінка і здійснюється підбір поясу; потім фіксується наступна стінка і знову підбирається пояс, і так далі. У результаті утворюється безліч рішень, при яких задовольняються всі перевірки несучої здатності, і з яких треба вибрати оптимальне. Оптимальне рішення це або переріз мінімальної площі, або переріз мінімальної вартості (якщо сортамент стінки та полиці в базі даних відсортований по вартості). За замовчуванням сортамент відсортовано за площею, то буде підібраний переріз мінімальної площі.

Також можливе автоматичне проектування вузлів з’єднання сталевих елементів, зокрема: шарнірне та жорстке примикання двотаврової балки до колони; стик та спряження двотаврових балок; стик двотаврових колон; шарнірна та жорстка база колони двотаврового чи коробчастого перерізу; примикання зв’язків з одного чи двох кутників (рис. 10.1).