Расчет несущей способности элементов стальной плоской фермы в пвк SCAD office . Создание составных сечений в приложении SCAD office конструктор сечений.

 

Цель работы:

1. Получение навыков расчета металлических ферм из спаренных равнополочных уголков по ГОСТ 8509-93и труб прямоугольного сечения по ГОСТ 30245-94 в ПВК.

2. Изучение работы постпроцессора ПВК по проверке и подбору сечений из металлопроката на примере стальной фермы и балки сварного сечения.

3. Составить ведомость расхода стали для рассчитанной фермы и балки составного сечения.

4. Сравнить в процентном отношении перерасход стали для рассчитанных конструкций.

5. Изучение порядка определения прогибов элементов в ПВК при расчете металлических конструкций.

6. Знакомство с работой постпроцессора Подбора стальных сечений.

 

Ход работы:

Расчет фермы.

1. Создать новый проект SCAD, установить тип схемы (плоская шарнирно стержневая система), назначить единицы измерения, которые будут использоваться в проекте. Сохранить проект под заданным именем (по умолчанию папкой для сохранения расчетных схем в ПВК служит директория SDATA).

2. Создать с помощью прототипа ферм плоскую стержневую конструкцию, согласно своего варианта. Вкладка «Схема».

3. Назначить тип введенных конечных элементов (стержень плоской фермы). Вкладка «Назначение».

4. Задать жесткость каждому конечному элементу расчетной схемы (геометрия сечения, материал). Вкладка «Назначение». Все элементы в первом приближении принять как сечения из спаренных уголков согласно ГОСТ 8509-93 или труб ГОСТ 30245-94 (по варианту).

5. Установить связи в узлы расчетной схемы согласно заданию. Наложение связей производить в общей системе координат, ограничивая перемещения по осям XиZ в узлах расположения опор фермы. Вкладка «Назначение».

6. Задать нагрузки на расчетную схему в виде отдельных загружений, приведенных в исходных данных. Каждое загружение сохранить самостоятельно под соответствующим названием. Все нагрузки, заданные в схеме должны быть расчетными. Вкладка «Загружение».

7. Выполнить расчет заданной схемы мультифронтальным методом. Расчет производится из экрана «Управление проектом» - раздел «Расчет» - пункт «Линейный».

8. Создать комбинации загружений из имеющихся нагрузок для получения информации о величине усилий в элементах (Iгруппа предельных состояний, расчетные нагрузки) и величине перемещений узлов (IIгруппа предельных состояний, нормативные нагрузки). Для комбинации с расчетными нагрузками используется коэффициент равный 1, при создании комбинации с нормативными нагрузками коэффициент . Данная информация вводится из экрана «Управление проектом» - раздел «Исходные данные» - пункт «Специальные исходные данные» - подпункт «Комбинации загружений».

9. Подготовить данные для получения расчетного сочетания усилий (РСУ) для всех элементов фермы. «Управление проектом» - раздел «Исходные данные» - пункт «Специальные исходные данные» - подпункт «Расчетные сочетания усилий».

10. Выполнить расчет Комбинации загружений и Расчетные сочетания усилий. Расчет производится из экрана «Управление проектом» - раздел «Расчет» - пункт «Комбинации загружений»/«Расчетное сочетание усилий».

11. С помощью постпроцессора для подбора сечений из металлопроката, с учетом оптимизации по видам элементов фермы подобрать сечения требующиеся по расчету. Вкладка «Постпроцессоры»-«Проверка сечений из металлопроката».

12. Назначаем сечения элементов фермы (жесткости) согласно из данных полученных в результате расчета, с учетом унификации.

13. Выполняем расчет схемы заново, предварительно пересчитав нагрузку от собственного веса.

14. Определяем в графическом анализе максимальное значения перемещения (прогиб) от нормативных нагрузок, созданных в комбинации загружений.

15. Проверка сечений элементов из SCAD Office в приложении Кристалл (верхний, нижний пояс, опорные, растянутые и сжатые раскосы по 1-му элементу с максимальным РСУ).

 

Расчет балки составного сечения.

16. Создать новый проект SCAD, установить тип схемы соответствующий расчету плоской балки.

17. Для балки назначить составное сечение с помощью приложения Конструктор сечений из состава SCAD Office, исходя из условия, что прогиб будет соответствовать величине деформации фермы аналогичного пролета, при идентичных действующих нагрузках.

18. Нагрузки задать согласно исходным данным своего варианта.

19. Составить ведомость расхода стали для рассчитанной фермы и балки составного сечения. Сравнить в процентном отношении перерасход стали для рассчитанных конструкций.

20. Провести документирование по элементам фермы с максимальными усилиями согласно унификации (нижний пояс, верхний пояс, стойка, раскос растянутый, раскос сжатый, раскос опорный). Выполнить документирование по прогибам в расчетной схеме балки и фермы в точках с максимальными деформациями по оси Z.Документирование по результатам расчета выполняется из экрана «Управление проектом» - раздел «Результаты» - пункт «Документирование».

 

Исходные данные:

Вариант	Шаг стропильной фермы, м	Снеговой район	Сечение	Материал	Нагрузка эксплуатационная, кгс/м^2	Нагрузка от веса покрытия, кгс/м^2	Схема фермы
1	6	II	труба	С255	80	100	Рис. 2
2	12	III	угол.сп.	С255	110	75	Рис. 3
3	6	II	труба	С245	115	150	Рис. 4
4	12	IV	угол.сп.	С245	95	70	Рис. 5
5	12	III	труба	С255	125	90	Рис. 2
6	6	V	угол.сп.	С255	130	120	Рис. 3
7	12	VI	труба	С245	70	80	Рис. 5
8	9	II	угол.сп.	С345	90	110	Рис. 2
9	9	III	труба	С255	120	115	Рис. 3
10	12	II	угол.сп.	С255	80	95	Рис. 4
11	6	IV	труба	С245	70	85	Рис. 5
12	12	III	угол.сп.	С345	100	90	Рис. 2
13	12	V	труба	С255	75	105	Рис. 3
14	6	VI	угол.сп.	С255	150	125	Рис. 5
15	12	V	труба	С255	70	130	Рис. 2
16	12	II	труба	С255	90	70	Рис. 3
17	6	III	угол.сп.	С245	120	90	Рис. 4
18	12	II	труба	С345	80	120	Рис. 5
19	9	IV	угол.сп.	С255	110	80	Рис. 2
20	12	III	труба	С255	115	70	Рис. 3
21	6	V	угол.сп.	С245	95	90	Рис. 5
22	12	II	труба	С345	85	120	Рис. 2
23	9	III	угол.сп.	С255	100	80	Рис. 3
24	12	II	труба	С255	75	110	Рис. 4
25	6	IV	угол.сп.	С255	150	115	Рис. 5
26	12	III	труба	С255	70	95	Рис. 2
27	9	V	угол.сп.	С245	90	85	Рис. 3
28	12	II	труба	С255	70	130	Рис. 2
29	6	II	угол.сп.	С255	90	150	Рис. 5
30	12	III	труба	С235	85	90	Рис. 4
31	9	V	угол.сп.	C345	90	95	Рис. 3
32	9	II	труба	C235	95	110	Рис. 4
33	12	III	угол.сп.	C255	70	115	Рис. 5
34	12	V	труба	C245	85	105	Рис. 4
35	6	IV	угол.сп.	C245	100	125	Рис. 3
36	9	III	труба	C235	75	90	Рис. 2
37	12	IV	угол.сп.	C345	105	80	Рис. 5
38	6	II	труба	C255	80	100	Рис. 2
39	6	IV	угол.сп.	C255	70	130	Рис. 3
40	9	II	труба	C345	80	150	Рис. 3
41	6	II	угол.сп.	C345	90	125	Рис. 2
42	6	III	труба	C235	85	135	Рис. 5
43	12	III	угол.сп.	C235	75	145	Рис. 4
44	9	V	труба	C245	95	110	Рис. 2
45	12	V	угол.сп.	C255	100	140	Рис. 5
46	9	IV	труба	C245	105	120	Рис. 4
47	12	V	угол.сп.	C235	105	90	Рис. 2
48	6	III	труба	C345	70	120	Рис. 5
49	9	II	угол.сп.	C245	100	125	Рис. 3
50	12	V	труба	C255	80	130	Рис. 2
51	12	IV	угол.сп.	C345	95	135	Рис. 4
52	6	III	труба	C245	85	140	Рис. 3
53	9	IV	угол.сп.	C235	90	145	Рис. 5
54	12	II	труба	C255	75	150	Рис. 4
55	6	IV	угол.сп.	C245	80	130	Рис. 3
56	6	III	труба	C235	95	135	Рис. 3
57	9	II	угол.сп.	C345	105	145	Рис. 2
58	9	II	труба	C235	90	140	Рис. 5
59	6	IV	угол.сп.	C255	100	125	Рис. 4
60	12	V	труба	C345	85	130	Рис. 2

ВСЯ НАГРУЗКА УКАЗАНА В НОРМАТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ

 

Число загружений: 1. Собственный вес.

                              2. Эксплуатационная нагрузка.

                              3. Снеговая нагрузка (равномерно распределенная).

                              4. Снеговая нагрузка (левая часть 0.75_правая часть 1.25) см. СП 2013330.2016 «Нагрузки и воздействия» прил.Б.

                              5. Снеговая нагрузка (левая часть 1.25_правая часть 0.75)см. СП 2013330.2016 «Нагрузки и воздействия» прил.Б.

                              6. Вес покрытия.

 

Рис. 2 Расчетная схема стропильной фермы _ вариант 1

Рис.3 Расчетная схема стропильной фермы _ вариант 2

Рис. 4 Расчетная схема стропильной фермы _ вариант 3

Рис. 5 Расчетная схема стропильной фермы _ вариант 4

Рис.6 Сечение составной балки.

 

Рекомендуемые размеры сечения:

b_f -300-500 мм,

t_{f –}  20-32мм,

hf – 8-16 мм

h – назначить по результатам расчетов.

Лабораторная работа № 3.

Расчет железобетонного каркаса здания регулярной структуры с балочным перекрытием в ПВК SCAD Office. Проверка железобетонных сечений в приложении SCAD Office Арбат. Модуль армирования Стержень 2 D _ Стержень 2 D /

 

Цель работы:

1. Получение навыков расчета пространственного железобетонного каркаса здания в ПВКSCADOffice.

2. Проверка навыков выполнения сбора нагрузок на каркас здания регулярной структуры.

3. Изучение работы постпроцессора ПВК по проверке и подбору арматуры железобетонных сечений в колоннах и балках пространственного каркаса здания.

4. Получение армирования в основных элементах расчетной схемы с помощью приложения SCAD Office Арбат на основании результатов расчета в ПВК.

5. Получение навыков выполнения унификации армирования по результатам расчета.

 

Ход работы:

Расчет фермы.

1. Создать новый проект SCAD.

2. Создать пространственную схему каркаса, согласно указанного варианта.

3. Назначить тип введенных конечных элементов.

4. Задать жесткость каждому конечному элементу расчетной схемы (геометрия сечения, материал).

5. Установить связи в опорные узлы расчетной схемы.

6. Задать нагрузки на расчетную схему в виде отдельных загружений, приведенных в исходных данных.

7. Выполнить расчет заданной схемы мультифронтальным методом.

8. Создать комбинации загружений из имеющихся.

9. Получение расчетного сочетания усилий (РСУ) для всех элементов расчетной схемы.

10. Создать группы для подбора арматуры в железобетонных элементах (Средние колонны, крайние колонны, балки перекрытия, балки покрытия). Раздел «Графический анализ» - вкладка «Группы»- «Подготовка списка элементов для подбора арматуры».

11. С помощью постпроцессора для подбора арматуры, с учетом оптимизации по группам элементов подобрать сечения арматуры требующейся по расчету. Раздел «Конструирование – «Бетон».

12. Выполнить унификацию РСУ по группам (в отдельном файле) и по этим данным подобрать армирование в приложении Арбат.

13. Провести документирование по результатам армирования для элементов каждой группы (по одному из каждой группы).

14. В графическом анализе получить максимальное перемещение в горизонтальном направлении в расчетной схеме и выполнить по данной точке отчет с величиной перемещения (от нормативных нагрузок).

15. Предоставить в отчете сбор нагрузок в табличной форме по исходным данным.

 

Примечание: При создании пространственного каркаса шаг второстепенных балок назначить следующим образом, при пролете главной балки 6 м и 7.2 м шаг второстепенных принимать 1.5 м и 1.8 м соответственно.

Рис. 7 Схема расположения элементов каркаса железобетонного здания.

Рис. 8 Поперечный разрез (силовая рама) каркаса железобетонного здания.

 

 

Исходные данные:                                                                                            (начало)

№ вар.	Ветровой район	Снеговой район	Нагрузка от перегородок, кгс/м^2	Нагрузка от веса покрытия, кгс/м^2	Высота этажа (h), м	Количество этажей (k)	Пролет главной балки Б1, м	Материал
1	III	II	250	100	3.0	5	6	В15
2	VII	III	210	75	3.0	7	7.2	В25
3	IV	II	180	150	3.5	4	6	В20
4	VI	IV	200	70	3.0	6	7.2	В15
5	V	III	250	90	3.5	7	6	В30
6	VII	V	300	120	3.5	5	7.2	В25
7	III	VI	270	80	3.0	4	6	В12.5
8	IV	II	210	150	3.0	5	6	В15
9	III	III	180	70	3.0	7	7.2	В25
10	III	II	270	90	3.5	4	6	В15
11	VII	IV	250	120	3.5	6	7.2	В30
12	IV	III	210	75	3.0	7	6	В25
13	III	V	180	150	3.0	5	7.2	В12.5
14	VII	VI	250	80	3.0	4	6	В15
15	IV	II	210	100	3.5	5	6	В25
16	VI	III	180	75	3.0	7	7.2	В20
17	V	II	200	80	3.0	4	6	В12.5
18	VII	VI	250	100	3.0	6	6	В15
19	III	II	300	75	3.5	7	7.2	В25
20	III	III	270	150	3.0	5	6	В20
21	VII	II	250	80	3.5	4	7.2	В20
22	IV	II	210	100	3.0	5	6	В15
23	VI	III	180	100	3.5	7	7.2	В30
24	V	II	200	75	3.5	4	6	В25
25	VII	IV	250	150	3.0	4	7.2	В12.5
26	III	III	300	70	3.0	5	6	В15
27	III	V	270	90	3.0	7	6	В25
28	VII	VI	250	120	3.5	4	6	В20
29	III	VI	300	150	3.5	5	6	В15
30	III	II	200	75	3.0	7	7.2	В25
31	VI	III	180	90	3.5	5	7.2	В15
32	V	V	200	150	3.0	4	6	В30
33	VII	VI	260	80	3.5	7	7.2	В15
34	IV	II	270	130	3.5	6	7.2	В30
35	VII	III	250	110	3.0	7	6	В25
36	VI	VI	280	75	3.0	5	6	В25
37	III	II	220	70	3.0	6	6	В20
38	IV	IV	210	120	3.0	7	6	В25
39	III	V	300	100	3.5	4	7.2	В30
40	V	IV	230	95	3.5	6	7.2	В15
41	VII	V	260	70	3.0	4	7.2	В20
42	V	II	230	90	3.5	5	6	В20
43	III	V	200	120	3.0	6	7.2	В15
44	IV	III	300	80	3.0	7	7.2	В20
45	VI	IV	210	95	3.0	4	6	В20
46	VII	IV	280	100	3.5	6	7.2	В20
47	IV	VI	250	150	3.0	7	6	В25
48	III	VI	270	75	3.5	6	7.2	В30
49	VI	III	220	110	3.5	5	6	В15
50	V	II	180	130	3.5	4	6	В30
51	IV	V	250	95	3.0	7	7.2	В25
52	VI	VI	180	70	3.0	4	7.2	В30
53	V	IV	230	75	3.0	5	6	В25
54	V	II	260	80	3.5	5	6	В15
55	VII	II	210	150	3.5	6	6	В25
56	III	III	280	110	3.5	5	7.2	В15
57	VII	IV	200	100	3.5	5	7.2	В20
58	VI	V	220	130	3.0	7	6	В30
59	IV	VI	300	120	3.5	7	6	В20
60	III	III	270	90	3.0	4	6	В25

Исходные данные:                                                                                (окончание)

№ вар.	Эксплуатационная нагрузка, кгс/м^2	Нагрузка от конструкции пола, кгс/м^2	Сечение главной балки, bxh (см)	Сечение второстепенной балки, bxh (см)	Сечение колонны, bxh (см)	Количество пролетов в продольном направлении, N
1	250	80	30х50	25х35	35х35	4
2	150	70	35х60	30х40	40х40	4
3	200	100	30х50	25х35	35х35	6
4	150	75	35х60	30х40	40х40	5
5	250	110	30х50	25х35	35х35	4
6	300	100	35х60	30х40	40х40	6
7	120	90	30х50	25х35	35х35	6
8	250	90	30х50	30х40	35х35	4
9	300	80	35х60	25х35	35х35	6
10	120	70	30х50	30х40	40х40	6
11	120	100	35х60	25х35	35х35	4
12	250	75	30х50	25х35	40х40	4
13	150	110	35х60	30х40	35х35	6
14	200	100	30х50	25х35	40х40	5
15	150	90	30х50	30х40	35х35	4
16	250	110	35х60	25х35	35х35	6
17	150	100	30х50	30х40	40х40	6
18	200	90	35х60	25х35	35х35	4
19	150	80	30х50	25х35	40х40	4
20	250	70	35х60	30х40	35х35	6
21	300	100	30х50	25х35	40х40	4
22	120	75	30х50	30х40	35х35	4
23	250	80	35х60	25х35	35х35	6
24	150	70	30х50	30х40	40х40	5
25	200	100	35х60	25х35	35х35	5
26	150	75	30х50	25х35	40х40	4
27	250	110	35х60	30х40	35х35	6
28	300	100	30х50	25х35	40х40	6
29	150	100	35х60	30х40	40х40	4
30	200	80	30х50	25х35	35х35	5
31	200	75	30х50	30х40	40х40	6
32	250	110	35х60	25х35	35х35	5
33	300	90	30х50	30х40	40х40	5
34	250	80	35х60	25х35	35х35	5
35	150	70	30х50	30х40	40х40	6
36	150	70	35х60	25х35	35х35	4
37	200	100	30х50	30х40	40х40	4
38	120	75	35х60	25х35	35х35	4
39	300	110	30х50	30х40	40х40	6
40	120	80	35х60	25х35	35х35	5
41	300	100	35х60	30х40	40х40	4
42	120	90	30х50	25х35	35х35	6
43	200	110	35х60	30х40	40х40	4
44	250	80	30х50	25х35	35х35	4
45	250	100	35х60	30х40	40х40	5
46	150	75	30х50	25х35	35х35	5
47	120	90	35х60	30х40	40х40	5
48	300	75	30х50	25х35	35х35	6
49	200	70	35х60	30х40	40х40	6
50	150	100	30х50	25х35	35х35	6
51	120	80	35х60	30х40	40х40	4
52	250	70	30х50	25х35	35х35	6
53	150	90	35х60	30х40	40х40	5
54	120	110	30х50	25х35	35х35	4
55	150	100	35х60	30х40	40х40	6
56	200	100	30х50	25х35	35х35	6
57	300	80	35х60	30х40	40х40	5
58	250	110	30х50	25х35	35х35	4
59	200	70	35х60	30х40	40х40	6
60	300	90	30х50	25х35	35х35	4

Все нагрузки, приведенные в исходных данных, считать нормативными.

 

Число загружений: 1. Собственный вес (включая вес перекрытия 180 мм).

                              2. Эксплуатационная нагрузка.

                              3. Снеговая нагрузка (равномерно распределенная).

                              4. Ветровая нагрузка слева.

                              5. Ветровая нагрузка справа.

                              6. Вес перегородок по этажам.

                              7. Вес пола по этажам.

                              8. Нагрузка от покрытия.

Лабораторная работа № 4.