Розрахунок напружено-деформованого стану рами

(для самостійної роботи)

Мета роботи: виконати розрахунок рами.

Завдання для підготовки до виконання лабораторної (самостійної) роботи

Розрахувати раму, визначити напруження, дослідити епюри згинального моменту і поперечних сил.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1 Смирнов В.А. Александров А.В., Лащенков В.А., Шапошников Н.Н. Строительная механика стержневых систем.– М.: Стройиздат, 1981.

2 Зенкевич О.К., Ченг Ю.К. Метод конечного элемента в задачах строительной и непрерывной механики. – М.,1971.

3 Съярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. –М., "МИР", 1980.

4 Городецкий А.С., Олин А.И., Батрак Л.Г., Домащенко В.В., Масну-ха А.М. "ЛИРА-ПК" - программный комплекс для расчета и проектирования конструкций на персональных компьютерах. – Киев, вып. НИИАСС, 1988.

Умова задачі і вихідні дані:

1 Розрахувати і проаналізувати напружено-деформований стан плоского поперечника промислового будинку (рис.2.3).

 

Рисунок 2.3 – Схема рами

Рама має два прольоти довжиною 4 і 3 м, надкранову і підкранову частини відповідно висотою 4 і 6 м.

Профіль стержнів колон має прямокутну форму розмірами h= 40см, b= 60 см, переріз ригелів – тавр з розмірами b =20 см, h =60 см, b1= 40 см, h1 =20 см.

Матеріал рами – залізобетон В30.

Механічні характеристики: модуль Юнга Е= 3е6 тс/м³; щільність матеріалу Ro=2,75 тс/м³.

Навантаження на конструкцію:

перше завантаження – постійне рівномірно розподілене навантаження g₁=2,0 тс/м (на двох елементах); постійне рівномірно розподілене навантаження g₂=1,5 тс/м; постійне рівномірно розподілене навантаження g₃=3,0 тс/м;

друге завантаження – постійне розподілене трапецієвидне навантаження з параметрами Р1= 4,67 тс/м, А1 = 0,5 м, Р2 = 2,0 тс/м, А1 = 3,5 м;

третє завантаження – вітрове навантаження (ліворуч) Р₁ = –1,0 тс; вітрове навантаження (ліворуч) Р₂ = –1,5 тс; вітрове навантаження (ліворуч) величиною Р₃ = – 0,75 тс; вітрове навантаження (ліворуч) Р₄ = –1,125 тс;

четверте завантаження – вітрове навантаження (праворуч) Р₁ = 1,0 тс; вітрове навантаження (праворуч) Р₂ = 1,5 тс; вітрове навантаження (праворуч) Р₃ = 0,75 тс; вітрове навантаження (праворуч) Р₄ = 1,125 тс.

2 Вивести епюри поперечних сил і згинальних моментів у кожному завантаженні.

Під час виконання лабораторної роботи студент повинен знати: мету виконання лабораторної роботи, порядок її виконання та загальні теоретичні положення; вміти: виконувати розрахунок напружено-деформованого стану рами, будувати епюри та визначати напруження.

Порядок виконання лабораторної роботи наведено в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Послідовність дій під час розрахунку напружено-деформованого стану рами

Етапи	Команди	Порядок виконання
Створення файлу для нової задачі	ФАЙЛ/НОВЫЙ	Задати ім’я файлу – РАМА; ознаку схеми (кількість ступенів вільності) – 2 (три ступені вільності у вузлі – два переміщення і поворот в площині X0Z)
Створення геометрії схеми	СХЕМА/ СОЗДАНИЕ/ РЕГУЛЯРНЫЕ ФРАГМЕНТЫ И СЕТИ (піктограма )	Задати крок уздовж першої (горизонтальної) осі
Значення L (мм)	Кількість N
Задати крок уздовж другої (вертикальної) осі
Значення L (мм)	Кількість N

 

 

Продовження таблиці 2.3

		Пронумерувати вузли й елементи, для чого потрібно подати команду ОПЦИИ/ФЛАГИ РИСОВАНИЯ (піктограма ). В діалоговому вікні обрати вкладку ЭЛЕМЕНТЫ и УЗЛЫ та натиснути на кнопку ПОКАЗАТЬ.
Призначення закріплень у вузлах	1 ВЫБОР/ ОТМЕТКА УЗЛОВ 2 СХЕМА/ СВЯЗИ (піктограма )	Виділити вузли 1 і 2: – призначити зв’язки для них за напрямками X, Z і UY; –натиснути на кнопку " Подтвердить ". Виділити вузол 3: – призначити зв’язки за напрямками X, Z; – натиснути на кнопку " Подтвердить ".
Завдання жорсткостей елементів	ЖЕСТКОСТИ/ ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ (піктограма ). Текущие типы жесткости:
	Брус (бетон) – для вертикаль-них елементів	модуль пружності E =3е6 т/м^2; геометричні розміри перерізу В = 60 см; Н = 40 см; об’ємна вага Ro =2.75 т/м^3.
	Тавр (бетон)– для горизонта-льних елементів	модуль пружності E =3е6 т/м^2; геометричні розміри перерізу В = 20 см; Н = 60 см; В1 = 40 см; Н1 = 20 см; об’ємна вага Ro =2.75 т/м^3.
Призначення навантажень	НАГРУЗКИ /ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ	Див.табл 2.4 – Типи навантажень в рамі
Виконання розрахунку	РЕЖИМ/ ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ (піктограма )	Програма переходить в режим розрахунку, на екран виводиться індикатор стану розрахунку
Режим візуалізації результатів розрахунку	РЕЖИМ/ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ()	Виведення на екран епюр, команда меню УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ

Таблиця 2.4 – Типи навантажень у рамі

 

№ заван-таження	Тип навантаження	Номери елементів, що навантажуються	Система координат і напрям дії навантаження вздовж осі
	Рівномірно розподілене навантаження q 1 = 2,0 тс/м	7, 8	«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Z
Рівномірно розподілене навантаження q 1 = 1,5 тс/м		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Z
Рівномірно розподілене навантаження q 1 = 3 тс/м		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Z
	Трапецієвидне наван-таження з параметрами Р1 = 4,67 тс/м, А1 = 0,5 м, Р2 = 2,0 тс/м, А1 = 3,5 м		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Z
	НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила величиною P = -1 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х
НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила величиною P= -1,5 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х
	НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила P=-0,75 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х
	НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила P = -0,125 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х
НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила P = 1,125 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х
НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила P = 1 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х
НАГРУЗКИ В УЗЛАХ Зосереджена сила P = 1,5 тс		«Глобальная», напрям дії – вздовж осі Х