презентация Midas civil (сталь)

Релиз новой версии midas Civil 2015

Новые возможности по расчету и проектированию стальных мостов

Новый релиз midas Civil 2015

midas Civil 2015 [email protected]

Модуль проверки сечений стальных мостов Содержание вебинара

1. Основная концепция автоматизации проверки сечений элементов мостов в midas Civil

2. Перечень пунктов и формул нормативного документа СНиП/СП реализованных для

3. Задание исходных данных в расчетной модели перед выполнением проверок

4. Пример расчета стального моста и проверок его сечений по нормам

проверок

5. Ответы на технические вопросы



Модуль проверки сечений стальных мостов Основная концепция автоматизации проверокПоследовательность выполнения расчета

Создание и расчет модели моста

Задание сочетаний нагрузок

Задание исходных данных для проверок

Расчет проверок и их анализ



Модуль проверки сечений стальных мостов

Создание и расчет модели моста

Основная концепция автоматизации проверкиПоследовательность выполнения расчета

Стержневая расчетная модель металлического пролетного строения

Проверка несущей способности элементов мостов по сечениям выполняется на основе стержневых конечных элементов (КЭ). Соответственно основные несущие элементы, такие как главные балки пролетного строения, для проверки должны аппроксимироватьсяпространственными стержневыми КЭ.

В midas Civil: «Балочный» элемент (Beam element)

Главные балки

Аппроксимация главных балок стержневыми КЭ



Модуль проверки сечений стальных мостов Основная концепция автоматизации проверкиПоследовательность выполнения расчета

Задание сочетаний нагрузок




Задание исходных данных для проверок




Расчет проверок и их анализ

Детальный отчет проверки сечения в Excel

Диаграмма коэффициентов запаса несущей способности сечений в главной балке пролетного строения

Вывод результатов проверок в табличном виде



Модуль проверки сечений стальных мостов Перечень пунктов и формул СНиП/СПФормулы нормативного документа, которые взяты за основу выполняемых проверок

Выполняемые проверкив midas Civil

Прочность Устойчивость Выносливость

Центрально сжато-растянутые эл.

Изгибаемые элементы- в одной плоскости- в двух плоскостях

Сжато изогнутые и раст.-изогнутые эл.- в одной плоскости- в двух плоскостях

По касательным напряжениям

По приведенным напряжениям

Ораниченный размах напряжений

Ортотропные плиты- продольные ребра- лист настила- поперечные балки

Общая устойчивость- изгибно-крутильная- ортотропные плиты между балками- поперечные балки

Местная устойчивость- стенки и свесы- отсеки стенок главных балок- поперечные балки - продольные ребра жесткости плит- пластинок между ребрами жесткости

Выносливость элементов по заданным точкам в сечениях




Расчет на прочность

Центрально-сжатые и центрально растянутые элементы 4.25/8.25

Изгибаемые элементы в одной плоскости 4.26/8.26

Изгибаемые элементы в двух плоскостях (2 оси симметрии) 4.27/8.27

Для двутавровых сечений:

Для коробчатых сечений:

Изгибаемые элементы в двух плоскостях (другие типы сечений) 4.27/8.27





Действие осевой силы с изгибом в одной плоскости (1 ось симметрии) 4.28/8.28

Действие осевой силы с изгибом в двух плоскостях (1 ось симметрии) 4.29/8.29

Действие осевой силы с изгибом в одной плоскости (другие типы сечений) 4.28/8.28

Действие осевой силы с изгибом в двух плоскостях (другие типы сечений) 4.29/8.29





Ограничение касательных напряжений в стенках балок 4.30/8.30 Растянутое волокно продольного ребра ортотропной плиты Приложение 18 (6)/Приложение Ш (6)

Ограничение приведенных напряжений в сечении 4.31/8.31

Ограничение размахов напряжений в сечении 4.32/8.32

Сжатое волокно продольного ребра ортотропной плиты Приложение 18 (7)/Приложение Ш (7)

Сжатое и растянутое волокно поперечной балки ортотропнойплиты Приложение 18 (8)/Приложение Ш (8)

Лист настила ортотропной плиты Приложение 18 (9)/Приложение Ш (9)




Расчет устойчивости

Общая изгибно-крутильная потеря устойчивости (двутавровые сечения), согласно 4.41/ 8.41 и теории изложенной в книге:

«Потапкин А. А. Проектирование стальных мостов с учетом пластических деформаций. – М.: Транспорт, 1984. – 200 с.»

Таблица 1*- 3/Таблица Ф1 – Ф3

При чистом изгибе

Общая потеря устойчивости поперечной балкиПриложение 18 (11) /Приложение Ш (11)

Общая потеря устойчивости ортотропной плиты между поперечными балками (полосовые ребра) Приложение 18 (12)/ Приложение Ш (12)

Общая потеря устойчивости ортотропной плиты между поперечными балками (тавровые ребра) Приложение 18 (12)/ Приложение Ш (12)




Расчет устойчивости

Местная потеря устойчивости отсеков стенки балокПриложение 16/ Приложение Х

Пункт 4

Пункт 5

Пункт 6

Пункт 7

Местная потеря устойчивости полок и стенок 4.44, 4.45/ 8.44, 8.45

Отношение размеров элементов ≤

Местная потеря устойчивости ортотропных плит 4.47/ 8.47




Расчет выносливости

Выносливость элементов (по нормальным напряжениям) 4.57/8.57




Сечение коробчатой главной балки

Сечения главных балок стальных мостов (коробчатое сечение)

Задание исходных данныхОбзор основных функций применяемых для расчета стальных мостов




Двутавровые главные балки

Сечения главных балок стальных мостов (двутавровое сечение)





Формирование симметричных и не симметричных сечений


Параллельные стенки Две наклонные стенки с равным углом

Одна наклонная стенка

Опо

рная

лин

ия

Верх

Низ

Пример создания сечения с одной наклонной стенкой




Формирование симметричных и не симметричных сечений


2 оси симметрии

Не симметричное С наклонной стенкой

Опо

рная

лин

ия

Верх

Низ

Пример создания сечения с наклонной стенкой

1 ось симметрии




Задание ребер жесткости сечениям


Типы ребер жесткости для сечений учитываемые программой

Задание ребер жесткости элементам сечения: Верхний свес пояса;Стенка; Нижний пояс






Пример задания разных типов ребер жесткости поясам сечения

Задание ребер жесткости с наружной, внутренней и с двух сторон стенки балки




Автоматизация учета эффективной ширины поясов


Схема для определения эффективной длины пролета

Схема определения коэффициента редукции




Автоматизация учета эффективной ширины поясов


Задание информации о пролете:

1. Ввести имя главной балки2. Добавить выделенные элементы, аппроксимирующие одну главную балку3. Нажать Добавить

1

2

3






Данные о полной ширине плиты (W) и с учетом редукции (Eff.W)

Момент инерции сечения Jyy, а так же расстояние от его ц.т. до нижней фибры, с учетом исходной шириной плиты (Befor) и с учетом редукции (After)




Параметры расчета несущей способности


Тип рассчитываемого моста:АвтодорожныйЖелезнодорожный

Коэффициент условий работы γm по Таблице 60/Таблице 8.15Коэффициент надежности γn по ГОСТ Р 54257-2010

Учитываемые компоненты усилий для σx и принимаемые программой формулы при проверке по прочности:

Компонента My (напряжения рассчитываются только от My)

Компоненты My, Mz (напряжения рассчитываются только от My, Mz)

Компоненты My, N (напряжения рассчитываются только от My, N)

Компоненты My, Mz, N (напряжения рассчитываются только от My, Mz, N)

Прочность. Выполняются проверки относящиеся к расчету сечений по прочности

Устойчивость. Выполняются проверки относящиеся к расчету сечений по устойчивости

Выносливость. Выполняются проверки относящиеся к расчету сечений по выносливости




Расчетные характеристики материалов элементов при проверке


Задание разных классов стали элементам сечения отдельно для:

- листа верхнего пояса- стенки (стенкам) балки- листа нижнего пояса- ребрам жесткости верхнего пояса- ребрам жесткости стенкам- ребрам жесткости нижнего пояса

Копировать данные. Позволяет копировать заданные материалы элементам сечения для всех остальных сечений




Расчетные характеристики материалов элементов при проверке


Пример: Сталь 10ХСНД

Предел текучести (Fy1): для проката толщиной от 8 – 15 ммПредел текучести (Fy2): для проката толщиной от 16 – 32 ммПредел текучести (Fy3): для проката толщиной от 33 – 40 ммПредел текучести (Fy4): для проката толщиной ≥ 40мм




Учет ограниченных пластических деформаций в сечении


Копировать данные. Позволяет копировать введенные данные сечения для всех остальных сечений

Авто. Автоматический расчет коэффициента каппа

Пользовательское введение

Если коэффициенты каппа введены равными 1.0, пластические деформации не учитываются при проверках

Точки вводимые в сечении для проверок по ограничению эквивалентных напряжениям и размахов напряжений:




Введение данных для расчета элементов ортотропной плиты на прочность



т. А т. B

Проверка растянутого нижнего волокна ребра (т.А)








Аппроксимация основных элементов ортотропной плиты пластинчатыми конечными элементами

Аппроксимация основных элементов ортотропной плиты пластинчатыми и стержневыми конечными элементами






Приложение нагрузки в виде давления от колеса на элементы и анализ напряжений в элементах

Приложение нагрузки в виде давления от колеса на элементы и анализ усилий в элементах






Местные напряжения (лист настила):σxp σyp τxyp

Местные усилия (ребро):М Q N

Вывод напряжений из модели

Вывод усилий из модели

Выбор участка ортотропной плиты для задания усилий в ребре и напряжений в листе настила




Введение данных для расчета устойчивости ортотропных плит



Плита 4 (k-Авто)

Плита 1 (k-Авто) Плита 2 (k-Авто) Плита 3 (k-Польз)

Проверяемое сечение (красный цвет) не включает полностью участок орторопной плиты (Плита 3). Соответственно для ее устойчивости число ребер (k) вводится пользователем.

Вводимые параметры необходимые для расчета формул:

L L L L

L L L




Введение данных для расчета прочности и устойчивости поперечных балок



Задание сечения поперечной балки с эффективной шириной полки

Плита 1 Плита 2 Плита 3

Плита 4

Балка 1 Балка 2 Балка 3

Балка 4

С1 С2 С3 С1 С2 С3

Задание поперечных балок плитам

Задание усилий М, Q, N в сечениях поперечной балки




Введение данных для расчета устойчивости стенки балки


Ширина пластинки а

Выбор характера закрепления для коэффициента β

Параметры hi и hw для прямой и наклонной стенки





Введение данных для расчета устойчивости стенки балки



Приложение распределенной P и сосредоточенной силы F к поясам балки

Расчет напряжений σx, σy, τxyЗадание напряжений в отсеках стенки на

основе пластинчатой модели балки

σу




Расчет изгибно-крутильной потери устойчивости


Определение радиуса инерции:

Пример изгибно-крутильной потери устойчивости




Расчет выносливости элементов



Пример задания точек для выполнения проверок расчета выносливости в сечении

Коэффициент β вводится пользователем вручную

Длина загрубения λ вводится пользователем вручную




Выбор проверяемых элементов в сечении



Выбор проверяемых мест в сечении для проверки

Если выбрана плита для проверки (например Плита 1) выполняется расчет прочности и устойчивости листа настила, и подкрепляющих ее ребер



Стенка 1 Стенка 2

Плита 1 Плита 2

Стенка

Плита 3 Плита 4




Положение проверяемых сечений в элементах


i

j

Стержневой КЭ

Расчетной сечение

Расчетной сечение

Пример положения проверяемого сечения в элементе




Положение проверяемых сечений в элементах

Результаты расчетаОбзор основных функций применяемых для вывода результатов расчета

Диаграмма коэффициентов запаса несущей способности сечений в главной балке пролетного строения

Вывод наименьший запасов в элементе по всем проверкам по прочности, устойчивости :

Верхний пояс (лист настила, ребра, поперечные балки)

Нижний пояс (лист настила, ребра)

Стенка (пластины снетки, ребра)




Вывод наименьший запасов в элементе


Вывод наименьший запасов в элементе сечения по всем проверкам по прочности, устойчивости, выносливости




Вывод детальных отчетов в формате Excel




Модуль проверки сечений стальных мостов Пример расчета мостаРасчет несущей способности металлического пролетного строения моста

ВПСтенкаНПРебра ВПРебра ст.Ребра НП

t=14t=12

t=20180x12140x12

180x16

t=14t=12

t=20180x12140x12

18x16

t=14t=12

t=20180x12140x12

18x16

t=16t=12

t=32180x12140x12

180x16

t=16t=12

t=32180x12140x12

180x16

t=16t=14

t=40180x12140x12

180x22

t=16t=12

t=32180x12

140x12

180x16

t=16t=12

t=32180x12

140x12

180x16

t=16t=14

t=40180x12

140x12

180x22

Поперечное сечение пролетного строения




Проверяемые сечения в главной балке пролетного строения

Блок 1 Блок 2 Блок 2Блок 3 Блок 1 Блок 1Блок 3Блок 2 Блок 2

Проверяемое сечение в поперечном сечении пролетного строения

Основные геометрические размеры сечения и размещения ребер жесткости

82




Расчетная модель и сечения главной балки




Постоянные нагрузки

Вес металлоконструкций

Вес дорожного покрытия

Вес конструкций верхнего строения

Постоянные и временные нагрузки на пролетное строение




Спасибо за внимание!

Documents

презентация Midas civil (сталь)