Федеральное агентство по образованию РФ Пермский государственный технический университет Строительный факультет Кафедра строительной механики и вычислительной техники Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций Лира версия 9.0 Методическое пособие Пермь , 2006
В настоящем методическом пособии подробно рассмотрено 6 обучающих расчетных примеров . Их последовательность подобрана по принципу « от простого к сложному ». Начав с расчета простейших ферм и постепенно усложняя расчетные схемы конструкций и сложность загружений , студент научится рассчитывать сложные пространственные схемы используя различные РСН ( расчетные сочетания нагрузок ), создавать достаточно полные отчеты , по которым легко можно анализировать состояние рассчитываемой конструкции . Методическое пособие по программному комплексу « Лира – Windows» предназначено для студентов ВУЗов , осваивающих современные методы строительной механики и современные информационные технологии автоматизированного проектирования . ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ЛИРА – Windows»: ∙ реализует концепции информационных систем , когда пользователь на протяжении всего процесса синтеза и анализа рассматриваемого объекта находится в интерактивной графической среде ; ∙ предназначен для расчета и проектирования конструкций различного назначения ; ∙ функционирует в операционной среде Windows на персональных компьютерах , начиная с компьютеров , имеющих 4 МВ оперативной памяти и экран VGA; ∙ имеет развитые процессоры , позволяющие производить расчет на статические ( в линейной и нелинейной постановке ), динамические воздействия и устойчивость без ограничения на количество узлов и элементов ; ∙ имеет развитые конструирующие системы для железобетонных и стальных конструкций ; ∙ имеет развитую систему документирования , позволяющую оформлять результаты расчета в требуемом виде ; ∙ расчеты производятся методом конечных элементов . Применение комплекса « Лира » при выполнении курсовых и дипломных проектов студентами строительных специальностей позволяет снизить трудоемкость вычислительных работ , увеличить количество времени на конструктивные разработки , использовать расчетные схемы , наиболее полно отражающие фактическую работу зданий и сооружений под нагрузкой . Появляются широкие возможности для вариантного проектирования с целью выбора рациональных компоновочных схем , применения эффективных несущих и ограждающих конструкций с минимальной материалоемкостью и стоимостью . Таким образом , у студентов появляется возможность для более глубокого и творческого изучения курсов « Металлические конструкции », « Железобетонные конструкции », « Конструкции из дерева и пластмасс ». 3
Расчет и моделирование строительных конструкций в ЛИРА 10. Урок 1
Пример 1. Арочная ферма Необходимо рассчитать и проанализировать напряженно-деформированное состояние арочной фермы из труб D 120мм, d=10мм, пролетом 12м на нагрузку от покрытия и бокового давления ветра Для того , чтобы создать новую задачу , нужно в меню ФАЙЛ указать локатором на операцию – НОВЫЙ . При этом загружается диалоговое окно , в котором нужно указать имя создаваемой задачи , шифр задачи ( по умолчанию устанавливается как первые три символа имени задачи ) и установить признак схемы ( в данном случае установим признак схемы 1- две степени свободы в узле (два перемещения в плоскости XOZ) ). Создаем геометрию фермы : — локатором указываем на « кнопку » 
LIRA Sapr Урок №1 Интерфейс программы. Балка на двух опорах
| соответствующим изображением | ( при этом появляется диалоговая панель , в |
которой указывается конфигурация фермы по очертанию решетки (« кнопка » 
) и численные параметры , определяющие размеры фермы ); — в соответствующие окна заносятся следующие параметры : — длина фермы L — 12 м ; — параметр K f ( отношение L/H ) — 7 ( остальные параметры принимаются по умолчанию равными нулю ). После этого указываем локатором на « кнопку » « Подтвердить ». Для отображения номеров узлов и элементов , величин нагрузок и других … локатором указываем на « кнопку » 
, и в диалоговой панели выбираем необходимые флаги рисования . Установим единицы измерения : — откроем меню – ОПЦИИ – и укажем на пункт – ЕДЕНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ –; — в диалоговом окне выбираем необходимые единицы измерения :Назначим закрепления : — выделим на схеме узел 1 ( крайний левый ); — локатором указываем на « кнопку »
, и в диалоговой панели назначаем связи по направлениям X и Z. После этого указываем локатором на « кнопку » 
« Применить ». — выделим на схеме узел 5 ; — локатором указываем на « кнопку » 
, и в диалоговой панели назначаем связь по направлению Z. После этого указываем локатором на « кнопку » 
« Применить ». Все узлы , которым назначены связи , окрашиваются в синий цвет . Зададим типы жесткости элементов : — указываем локатором на « кнопку » 
, и в появившемся на экране диалоговом окне формируем список типов жесткости : — указываем локатором на « кнопку » «Добавить» ; — в диалоговом окне выбираем необходимые сечения элементов : — выбираем « закладку » « стандартные типы сечений » ( активна по умолчанию ); — Кольцо ( сталь ). В диалоговой панели указываются следующие параметры :
| — модуль упругости | Е = 21е7 кН/м 2 | |
| — геометрические размеры колонны | D = 12 см | |
| d = 10 см | кН/м 3 | |
| — объемный вес | Ro = 78.5 | |
( при нажатии « кнопки » «Нарисовать» можно увидеть созданное сечение ): — указываем локатором на « кнопку » « Подтвердить ». Назначим нагрузки в 1- ом загружении ( вертикальные нагрузки на узлы верхнего пояса фермы ): Первое загружение принимается по умолчанию . — выделим на схеме те узлы , к которым будет приложена нагрузка ; — укажем локатором на « кнопку » 
;
— в диалоговой панели при помощи « кнопки » 
указываем тип нагрузки «Сила» ; — задаем направление действия нагрузки вдоль глобальной оси Z ; — задаем величину силы P = 50 кН ; — указываем локатором на « кнопку » « Подтвердить », затем на « кнопку » 
« Применить »; — выделим на схеме те узлы , к которым будет приложена нагрузка другой величины ; — укажем локатором на « кнопку » 
указываем тип нагрузки «Сила»; — задаем направление действия нагрузки вдоль глобальной оси Z; — задаем величину силы P = 25 кН ; — указываем локатором на « кнопку » « Подтвердить », затем на « кнопку » 
« Применить »; Назначим нагрузки во 2- ом загружении ( горизонтальные нагрузки на узлы верхнего пояса фермы ): — перейдем на 2- ое загружение , указав локатором на « кнопку » 
и задав номер активного загружения 2; — выделим на схеме те узлы , к которым будет приложена нагрузка ; — укажем локатором на « кнопку » 
; — в диалоговой панели при помощи « кнопки » 
указываем тип нагрузки «Сила»; — задаем направление действия нагрузки вдоль глобальной оси X; — задаем величину силы P = -10 кН ; — указываем локатором на « кнопку » « Подтвердить », затем на « кнопку » 
« Применить ». Загрузим данные в расчетный процессор и выполним расчет : — укажем локатором на « кнопку » 
; После выполнения расчета ЛИР — ВИЗОР остается в режиме формирования расчетной схемы конструкции . Перейдем в режим визуализации результатов расчета : — укажем локатором на « кнопку » 
; Выведем на экран деформированную схему ( перемещение узлов ): — укажем локатором на « кнопку » 
;
При этом на экране будет выведена деформированная схема по первому загружению ( принимаемому по умолчанию ): Для того , чтобы посмотреть одновременно деформированную и недеформированную схемы во 2- ом загружении , нужно изменить номер активного загружения : — укажем локатором на « кнопку » 
; — в диалоговой панели указываем номер активного загружения 2. — укажем локатором на « кнопку » 
| — перейдем на недеформированную | схему , указав локатором | на « кнопку » | в меню | |
| операций ; | ||||
| — перейдем на 1- ое загружение ; | ||||
| — указываем локатором на « кнопку » | , а затем выбираем | ; | ||
Схема будет выглядеть следующим образом :
Сформируем таблицу с информацией по усилиям в элементах фермы : — отметим на схеме элементы 1 и 14; — в меню ОКНО активизируем операцию –ИНТЕРАКТИВНЫЕ ТАБЛИЦЫ- ; — в диалоговой панели отмечаем пункт Усилия (стержни) и указываем локатором на « кнопку » «Таблицу на экран» ; — в диалоговой панели отмечаем « кнопки » «Для выбранных узлов» и «Для всех загружений» ; — указываем локатором на « кнопку » «Создать». Таблица будет выглядеть следующим образом : Пример 2. Неразрезная балка Необходимо рассчитать и проанализировать напряженно-деформированное состояние 4-х пролетной неразрезной балки (пролеты 1-ый – 4 м; 2-ой – 7 м; 3-ий и 4-ый – 5 м). Сечение прямоугольное (1-ый, 3-ий и 4-ый пролеты – h=40см, b=20см; 2-ой пролет – h=45см, b=30см). Расчет произвести на загружения: 1- собственный вес; 2- сосредоточенная сила в первом пролете 75кН от оборудования; трапециевидная нагрузка во втором пролете от складированного материала; 3- сосредоточенные силы во втором и третьем пролетах по 64кН от оборудования; 4- распределенная нагрузка в третьем и четвертом пролетах от складированного материала. Для того , чтобы создать новую задачу , нужно в меню ФАЙЛ указать локатором на операцию – НОВЫЙ . При этом загружается диалоговое окно , в котором нужно указать имя создаваемой задачи , шифр задачи ( по умолчанию устанавливается как первые три символа имени задачи ) и установить признак схемы ( в данном случае установим признак схемы 2- три степени свободы в узле (два перемещения и поворот в плоскости XOZ) ).
| a | b | c | d | e | |
| Создаем геометрию схемы : | |||||
| — локатором указываем на « кнопку » | . В соответствующих | окнах диалоговой | панели | ||
| указываются следующие значения : | |||||
| — шаг вдоль 1- ой ( горизонтальной ) оси : | |||||
| — значение (L) | — количество (N) | ||||
| 4 | 1 | ||||
| 7 | 1 | ||||
| 5 | 2 | ||||
После этого указываем локатором на « кнопку » 
« Применить ».
Источник: studfile.net
Расчеты, анализ результатов, визуализация и документирование результатов расчетов в ПК ЛИРА
ПК ЛИРА предоставляет пользователю достаточный набор функций для оценки достоверности напряженно-деформированного состояния схемы в каждом загружении или по комбинациям загружений, для получения цифровой информации по каждому узлу и элементу.
Для сложных расчетных схем, а также для больших задач рекомендуется выполнять расчет на одно или несколько контрольных загружений, в которых характер перемещений известен.
Если в результате счета перемещения некоторых узлов очень велики, то, скорее всего:
— отсутствуют необходимые связи;
— в узле сходятся разнородные конечные элементы, воспринимающие разные степени свободы;
— система мгновенно изменяема
Если характер перемещений в схеме отличен от ожидаемого, то необходимо проверить:
— наличие связей между элементами;
— жесткостные характеристики элементов;
— шарниры и закрепления.
Когда, наконец, для расчетной схемы получено приемлемое решение от контрольных загружений, можно переходить к решению задачи с реальными загружениями.
Результатами статического расчёта схемы являются перемещения узлов схемы и усилия (напряжения) в сечениях элементов.
Результатами динамического расчета являются периоды, частоты и формы собственных колебаний для каждого тона, а также инерционные силы и соответствующие им перемещения узлов и усилия (напряжения) в элементах.
Визуализациярезультатов расчет осуществляется путем просмотра:
эпюр и мозаик усилий и деформаций в стержневых элементах;
мозаик и изополей усилий и деформаций в пластинчатых элементах.
Предоставляется возможность получения результатов расчета в виде стандартных и интерактивных таблиц, которые снабжаются необходимой и привычной индексацией.
Для документированиярезультатов (создания отчетов) в ПК ЛИРА имеется модуль, позволяющий создавать отчеты по результатам работы в графическом и табличном виде, копировать материалы расчетов в графический контейнер. Полученный отчет может быть передан в Microsoft Excel и Microsoft Word.
Такие же модули, но с меньшими возможностями имеются и в других программах комплекса.
Результаты расчетов, выведенных на экран можно также добавлять в ГРАФИЧЕСКИЙ КОНТЕЙНЕР и затем копировать и вставлять в документы Microsoft Excel и Microsoft Word.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Вышла ЛИРА-САПР 2019: новые функции, возможности и улучшения
Существенно улучшен API программы, добавлен двусторонний конвертер Tekla Structures 2018і и связка с Autodesk Revit 2020, об этом сообщается на сайте компании ООО «Лира сервис». В рамках улучшения интероперабельности реализована технология построения расчетных схем по текстовым таблицам с данными. Она позволяет автоматизировать передачу данных в ПК ЛИРА-САПР из других программных комплексов.
Возможные варианты использования табличного ввода:
- API ЛИРА-САПР,
- полноценный инструмент построения расчетных моделей,
- импорт данных из других приложений,
- частичный импорт и обновление существующей модели.
ВИЗОР-САПР
Для новых систем «Теплопроводность» и «Огнестойкость» разработан удобный пользовательский интерфейс для задания исходных данных, просмотра и анализа результатов, документирования.
Добавлена возможность генерации температурных нагрузок на элементы схемы по результатам расчета на теплопроводность. Исходными данными для генерации нагрузок служат вычисленные температурные поля.
Добавлена возможность задания ребер жесткости пластин (подбалки) с автоматическим моделированием жестких вставок. Автоматизирована генерация жестких вставок для стержней по направлению местной оси X1 с целью уменьшения гибкой части.
Усовершенствованы конечные элементы теории Рейсснера – Миндлина (толстой плиты). Тестовые примеры показывают хорошее совпадение с аналитическим решением.
Реализована возможность задавать в параметрах расчета на сейсмические нагрузки суммарный процент модальных масс, который должен быть накоплен, а в параметрах расчета на ветер с учетом пульсации — признак необходимости достижения предельной частоты.
При вычислении собственных колебаний учитываются эксцентриситеты, заданные к массам, сосредоточенным в узлах схемы. Эта возможность реализована для всех динамических модулей.
Реализована корректировка жесткостных характеристик элементов расчетной схемы на основании заданных пользователем коэффициентов.
Реализованы методы моделирования стационарных и нестационарных процессов теплообмена. Введен новый признак схемы, разработаны специальные конечные элементы.
При расчете по методу «Инженерной нелинейности № 2» для элементов платформенного стыка можно посмотреть мозаики остаточных жесткостей на сдвиг и осевую/мембранную жесткость в плоскости КЭ.
В новой версии для плит и оболочек с нулевой жесткостью, т. е. для которых задан модуль упругости равным нулю, разброс местных нагрузок на узлы происходит без возникновения моментов в узлах. Иными словами, при использовании таких элементов для сбора нагрузок формируются реакции только по направлению действия нагрузки.
ГРУНТ
На основе трехмерной модели грунта, реализовано вычисление расчетных сопротивлений грунтов в уровне приложения импортированных нагрузок, а также для указанных пользователем отметок с дальнейшей визуализацией в виде мозаики. Данный расчет позволят оценить несущую способность грунтов выбранных в качестве основания зданий и сооружений.
Стальные конструкции
Для двутаврового стержня переменного сечения реализована проверка по первому и второму предельным состояниям. Проверка позволяет убедиться в том, что заданные в расчетной схеме металлические конструкции несут заданную нагрузку.
Расширены инструменты для задания реальной расстановки арматуры для сложных сечений.
Разработан новый алгоритм проверки прочности железобенонных сечений по теории Вуда для норм СП 63.13330.2012.
Добавлен расчет сталежелезобетонных колонн в соответствии с ДБН В.2.6-160:2010. Для норм СН РК EN 1992-1-1:2004/2011 на стадии подбора арматуры учтены конструктивные требования.
Новая система «Огнестойкость»
Реализован алгоритм подбора армирования для обеспечения требуемого предела огнестойкости на основании положений изложенных в СТО 36554501-006-2006 с использованием нелинейно-деформационной теории.
Реализована возможность задания параметров температурных воздействий и анализа распределения температур по сечению.
Результаты подбора армирования представлены отдельными мозаиками для стержневых и пластинчатых элементов. Таблицы подобранной арматуры дополнены соответствующими разделами.
Новая система «Теплопроводность»
Реализована возможность моделирования стационарных и нестационарных процессов теплообмена.
Все новые КЭ теплопроводности прошли верификацию на предмет сходимости решения с аналитическими методами.
Документирование
Система документирования «Книга Отчетов» расширена для всех новых возможностей ПК ЛИРА-САПР 2019:
- таблица «Температура» для задач теплопроводности,
- таблица «Сталь» для документирования исходных данных системы конструирования стальных конструкций,
- пояснительная записка к результатам подобранного армирования.
Контекстная справка
Создана контекстная справка для новых возможностей ПК ЛИРА-САПР 2019.
САПФИР-КОНСТРУКЦИИ
Реализовано подключение обновляемой модели грунта. В САПФИР выполняется взаимная привязка моделей здания и грунта. Модель грунта с привязкой автоматически передается в ВИЗОР-САПР.
Реализовано управление расчетными характеристиками стальных конструкций в среде САПФИР. Можно задать классы стали, дополнительные расчетные характеристики колонн и балок, ограничения подбора сечений.
Разработан инструмент задания промежуточных уровней в этажах. Предусмотрена возможность задать привязку объектов (стен, плит, в том числе и наклонных, колонн, балок, свай, крыш, пространств и проемов) к уровням (верха, низа этажа, промежуточным).
Разработаны команды создания динамической связи между вертикальными объектами (колоннами, стенами) и плитой перекрытия. При изменении уровня плиты перекрытия меняется высота вертикальных объектов, а соответственно и их аналитического представления.
Создан инструмент Управление связями объекта, который отображает с какими именно объектами (плитами, стенами, балками) связан выделенный объект.
Создан новый объект Наклонная плита, позволяющий моделировать прямолинейные пандусы и различные покрытия. Наклонной плите можно задать расчетные характеристики материалов для последующего подбора армирования в ВИЗОР-САПР.
Реализованы жесткие вставки для балок и колонн. Предусмотрено формирование жестких вставок к уровню верха этажа, низа этажа, промежуточным уровням.
Предоставлена развитая система управляемых умолчаний для задания параметров ТЗА и формирования набора правил их назначения без использования системы САПФИР-ЖБК.
Добавлена опция для формирования и управления несимметричным армированием диафрагмы жесткости.
Предоставлен выбор опций задания участков армирования плит: общий габарит раскладки, силовая часть с учётом анкеровки, задание по диагонали, задание от центра.
Реализована функция разделения зон размещения поперечной арматуры в балке.
Панельные здания
Реализована запись фрагмента здания со стыками (вертикальными) в библиотеку САПФИР для использования в других проектах.
Добавлена коррекция стыков для панельных зданий при обновлении модели и при выполнении проверки.
Усовершенствован алгоритм подбора стыков.
Создана возможность выполнить выделение стеновых панелей и панелей перекрытия, которые входят в состав стыка.
Для ведомости стыков появилась возможность отобразить только те стыки, которые сейчас видимы на модели.
САПФИР-Генератор
Выполнены работы по ускорению и оптимизации работы диалога Генератор.
Разработан новый нод Расширенное создания этажей по заданным уровням.
Разработаны ноды Наклонная плита, Сечение и Материал.
Реализован поиск нода по его названию
Создана возможность свернуть/развернуть ленту Генератора для увеличения графической области.
Реализованы команды группового редактирования: запечь, заморозить, разморозить, скрыть/отобразить все ноды в модели.
Созданы команды автоматического и ручного обновления модели для ускорения работы системы САПФИР-Генератор.
Реализовано отображение нодов в цвете (данные заданы/данные не заданы).
Доработан нод прорезания отверстий в плитах, что привело к ускорению работы и существенному уменьшению размера файла при нерациональном использовании данного нода.
Плагин для Grasshopper
Для стандартных нодов (стена, плита, колонна, балка, свая, призма, поверхность, точки, линии) добавлен вызов диалога Свойства объекта САПФИР в среде Grasshopper.
Ускорено формирования поверхностей из Grasshopper.
Реализовано формирование поверхностей по массиву замкнутых плоских контуров (линий).
ИМПОРТ ДАННЫХ
Реализован импорт IFC 4.0 и импорт элементов аналитической модели IFC.
Создан инструмент для автоматизированной замены материалов при импорте модели из IFC. Предусмотрена возможность cохранить настройки соответствий и повторно применять их в текущем или других проектах.
Реализован импорт лестниц из IFC в параметрические лестницы САПФИР, для которых уже можно назначить аналитическое представление, нагрузки и условия опирания.
Реализован импорт пространств из ArchiCAD, Renga и других программ. Такое пространство в САПФИРе может использоваться как нагрузка.
Добавлен импорт наклонных плит из IFC, а также исправлено геометрическое расположение заполнения окон при импорте модели IFC.
Усовершенствован импорт IFC из Renga. Добавлено распознавание параметра Интерпретация для колонн и балок, у которых задана IFC функция Несущий конструктив.
Разработана функция преобразования проемов в объекты окна и двери САПФИР. После такого преобразования для окон и дверей САПФИР можно назначить моделирование области над проемов в виде стержня (перемычки).
Создана функция преобразования объектов в наклонную плиту.
Реализовано сохранение отверстий при преобразовании плиты перекрытия в фундаментную плиту.
Поделиться в Telegram
Вам также может понравиться
Источник: ruekt.ru