установка шарнира в стержневом элементе по какому направлению позволяет поворот вдоль его оси

вот к примеру есть расчетная схемка, в которой необходимо задать односторонние связи.

Вот что говорит справка скада:

Направление связи для одноузловых элементов задается в общей системе координат, а для двухузловых – в местной. Задание ограничений перемещений в одном узле по двум и более направлениям моделируется введением нескольких элементов.
Исходное состояние связи определяется введением зазора или натяга. Причем натяг можно задать как усилием преднапряжения, так и начальным смещением.
После назначения характеристик и выхода из диалогового окна выполняется ввод элементов. Для ввода одноузловых связей следует выбрать на расчетной схеме узлы, в которых они устанавливаются, и нажать кнопку ОК в инструментальной панели. Двухузловые связи вводятся аналогично стержневым элементам. При этом их местная ось X1 будет направлена от первого выбранного узла ко второму. Корректировка характеристик односторонних связей выполняется из цветовой шкалы жесткостей.

Выделяю необходимые узлы и ввожу связи. По Х и У блокирую перемещения объединением.

Источник

Зачастую в работе инженеров при расчете строительных конструкций в системе SCAD Office встречаются сложные вопросы. Мы решили рассмотреть наиболее интересные вопросы, которые задают нам на обучающих курсах и раскрыть некоторые секреты работы в SCAD Office.

Вопрос № 1: Как правильно задаются закрепления (связи) в системе SCAD Office?

Ответ: Связевые закрепления присваиваются узлам, перемещение или поворот, которых необходимо закрепить, опираясь исключительно на конструктивное решение рассматриваемого строения. При работе SCAD Office различают 6 видов связей: 3 перемещения и 3 поворота относительно 3-х глобальных осей. Закрепления X,Y,Z накалывают запрещение перемещений по соответствующим направлениям осей, а закрепления Ux, Uy, Uz – поворот вокруг глобальных осей.

Пример: Закрепление фермы при решении плоской задачи может выглядеть так: левый узел опирания закрепляется по направлению X и Z, правый край по направлению Z

Вопрос № 2: Как можно развернуть сечение колонны в системе SCAD Office?

Ответ: Разворот сечения колонны, как и любого другого сечения стержневого элемента можно выполнить в системе SCAD с помощью команды «Задание ориентации местных осей координат элементов». В меню команды SCAD Office существует два способа разворота осей: на заданный угол и ориентируясь на заданную точку (наиболее распространен способ «на заданный угол). В поле F указывается в градусах угол разворота сечения, относительно продольной оси стержня (местной оси X), после чего выбирается один или несколько элементов и подтверждение команды через Enter.

Вопрос № 3: Как «растянуть» стержневой элемент в системе SCAD Office?

Ответ: Изменить длину стержневых элементов можно с помощью переноса узлов. Данная команда в системе SCAD располагается во вкладке «узлы». В меню команды устанавливается направление переноса узла и расстояние в метрах. Пользуясь этой командой, вы не всегда сможете корректно удлинить или укоротить элементы, т.к. к одному и тому же узлу могут подходить несколько элементов под разным углом.

Пример: С помощью команды «перенос узлов, можно, например, увеличить шаг рам одноэтажного промышленного здания.

Вопрос № 4: Для чего нужен вектор N?

Ответ: Вектор N – вектор пластинчатых элементов, позволяющий сонаправить мозаику результатов в пластинчатых элементах. Вектор N совпадает с напряжениями по направлению X. Направление вектора имеет очень большое значение, поскольку чтение результатов конструкции в рамках одного конструктивного элемента (плита, стена) возможно только при согласованном направлении всех векторов.

Вопрос № 5: Можно ли скрыть не выделенные элементы или узлы в системе SCAD Office?

Ответ: Команда фрагментации выделенных узлов и элементов возможна с помощью соответствующих инструментов панели визуализации в программе SCAD. Команда «ножницы» позволяет выделить часть схемы, а команда «подтверждение фрагментации» оставит на экране только отмеченные элементы. В новой версии SCAD Office появилась возможность фрагментировать выделенные узлы и элементы с помощью одноименной команды (иконки находятся в правом нижнем углу). Преимущества второго метода в том, что фрагментации подвергаются элементы и узлы в разных частях схемы.

Источник

Согласование осей стержней

Перед согласованием (сонаправлением) местных осей Y1 и Z1 (которые задают поворот поперечного сечения стержня), нужно проконтролировать направление продольной местной оси X1.

Для визуализации местных осей стержней во флагах рисования во вкладке «Элементы» нужно включить соответствующую галочку:

Для изменения направления оси Х1 стержня необходимо отметить соответствующие элементы, перейти в появившуюся контекстную вкладку «Стержни» → «Местные оси стержней».

При нажатии «Сонаправить» произойдет разворот осей Х1 в выделенных параллельных стержнях в ту сторону, куда направлены оси Х1 большинства выделенных элементов. Если предварительно нажать галку «Задать направление» и парой узлов (первый – розовый, второй – желтый) указать на схеме в какую сторону развернуть оси Х1, то сонаправление произойдёт в указанном направлении.

Усилия в стержневых элементах определяются относительно местных осей, так момент Му действует в плоскости вокруг оси Y1 (т.е. в плоскости местных осей Х1Z1), а момент Mz вокруг оси Z1. Каким образом местные оси стержня соотносятся с заданным сечением, можно увидеть в меню «Жесткости» для каждого из возможных сечений: стандартное, стальное, сталежелезобетонное, из конструктора сечений.

Причем для стальных сечений в диалоге задания можно развернуть сечение относительно показанных осей Y1-Z1 на угол с шагом 90 градусов, а для остальных сечений нет такой опции.

Для численно заданных жесткостей характеристики назначаются сразу относительно местных осей стержня, это нужно помнить, задавая параметры жесткостей.

При необходимости задать нужную ориентацию сечения элемента, т.е. развернуть местные оси элемента, можно разными способами:

1. поворот на заданный угол относительно первоначального положения (именно относительно первоначального положения, а не положения предшествующего повороту)

2. поворот на указанную точку

Можно задавать не все координаты этой точки – незаданные координаты будут приняты такими же, как центр тяжести у самого стержня, таким образом, для каждого стержня эта координата будет своя.

Корректность положения/поворота сечения элемента в схеме можно проверить в 3D-виде:

Или включить во флагах рисования во вкладке «Материалы» галочку «Показать поперечные сечения стержней». Рядом есть ползунок для регулировки масштаба отрисованного сечения.

Примеры некорректно заданных поворотов сечений и их исправление:
Для корректной ориентации сечения по длине стержня следует контролировать их местные оси. Так, ось Z1 для сечения на рисунке ниже лежит в плоскости полки, ось Y1 – в плоскости стенки. Для левой части балки ось Z1 вертикальная, ось Y1 – горизонтальная. Для правой наоборот.

Для того чтобы полка балки лежала в горизонтальной плоскости следует развернуть местные оси:

Или, чтобы не выделять курсором вручную все элементы повернутые «не так», можно было направить ось Z1 в точку с координатой Y= 10000 м, а оси X и Z выключить (считаем, что балка направлена вдоль глобальной оси Х, т.е. ось Y поперек балки), как в примере ниже.

Также следует следить за ориентацией осей элементов, узлы которых не лежат в ортогональных плоскостях. Например, колонны, немного отклонённые от вертикали. На рисунке ниже между отмеченными узлами по оси Y расстояние 0.0001 м. Поэтому местные оси Z1 направлены в разные стороны (программа считает элементы уже наклонными, и разворачивает местную ось Z1 в верхнее полупространство).

Для сонаправления осей следует указать, что местная ось Z1 должна смотреть в точку с координатой Х = 10000 м, а остальные оси выключить (таким образом, оси Z1 всех выделенных стержней направятся в точку с координатами Х = 10000 м и координатами Y и Z, как у центров самих стержней):

Источник

Задание характеристик узлов и элементов

В этом разделе рассматриваются операции, выполняемые при формировании расчетной схемы и связанные с заданием (назначением) характеристик узлам и элементам. Они собраны в разделе Назначения инструмен­тальной панели (рис. 1), и при их использовании сохраняется уже знакомый порядок действий:

При назначении конкретных характеристик узлам и элементам предусмотрена возможность выборочного выполнения операции в зависимости от того, были ли выбранным объектам назначены эти характеристики ранее или нет. Набор правил назначения характеристик приводится в списке, стоящем в инструментальной панели справа от кнопок вызова операций. В списке предлагаются следующие правила выполнения операций:

Всем выбранным — характеристики будут назначены всем выбранным объектам, независимо от того, были ли они заданы ранее или нет;

Без замены ранее заданных — назначение будет выполнено только тем выбранным объектам, у которых отсутствуют задаваемые характеристики;

Только с заменой ранее заданных — операция будет выполнена только для тех объектов, которым уже назначались задаваемые характеристики (операция замены).

При задании связей в узлах правила назначения определяются в соответствующем диалоговом окне.

Рис. 1. Раздел инструментальной панели Назначения

Из инструментальной панели Назначения вызываются следующие операции:

назначение жесткостных характеристик соответственно стержневым, пластинчатым, многослойным, объемным, осесимметрич­ным и специальным конечным элементам;

назначение коэффициентов упругого основания;

назначение связей в узлах;

назначение типов элементов;

ввод и удаление абсолютно жестких вставок;

смещение срединной плоскости пластин;

ввод и удаление шарниров;

назначение ориентации местных осей стержне­вых элемен­тов;

назначение промежуточных сечений для расчета усилий;

объединение перемещений в узлах;

изменение направления местной оси Х₁ стержня;

изменение направления местной оси Z₁ пластин;

назначение направления осей выдачи усилий для пластинчатых и объемных элементов;

удаление дублирующихся типов жесткости;

выбор элементов для учета нелинейности;

вызов программы Кросс для расчета коэффициентов постели;

задание преднапряжения в элементах;

задание схемы армирования пластинчатых элементов (см. Армирование сечений железобетонных элементов);

задание схемы армирования стержневых элементов (см. Армирование сечений железобетонных элементов);

назначения дополнительных данных для элементов.

Источник

Признаки схемы и типы стрежневых КЭ для решения задач в ЛИРА САПР

Рекомендации по применению разных признаков схемы и типов стрежневых КЭ для решения задач в ЛИРА САПР

Теоретические предпосылки

Признаки схемы

В ПК ЛИРА-САПР, при создании новой задачи, требуется выбрать признак схемы. Всего признаков схемы шесть (в версии 2018 и старше):

В данной статье будут даны рекомендации по применению различных признаков схем для решения разных типов задач с целью экономии времени на создание модели.

Тип конечного элемента

Перечень типов конечных элементов (типов КЭ) представлен в Библиотеке КЭ в соответствующем разделе справки ЛИРА САПР.

При составлении стержневых моделей, в подавляющем большинстве случаев, используется тип КЭ10 – Универсальны пространственный стержневой КЭ, имеющий шесть степеней свободы в узле. Повсеместное применение данного Типа КЭ, так же, как и пятого признака схемы, вызывает необходимость доработки расчётной модели для её корректной работы.

Практическое использование

Признак схемы 1 (две степени свободы в узле, перемещения X, Z) XOZ

При выполнении расчёта плоской металлической фермы из металлических уголков целесообразно применять признак схемы 1 (Две степени свободы в узле), а стержневым элементам назначать Тип КЭ 1. Чтобы назначить КЭ тип 1 элементам схемы, следует отметить нужные элементы и вызвать команду смена типа КЭ (см. статью https://rflira.ru/kb/3/488/)

Применение КЭ1 позволит сэкономить время на выполнении вышеуказанных операций и сократит время выполнения расчёта компьютером.

Область применения первого признака схемы:

Признак схемы 2 (три степени свободы в узле, перемещения X, Z, Uy) XOZ

При выполнении расчёта фермы из замкнутых гнуто-сварных профилей по серии 1.263.2-4, а также ферм серии 1.460.3-14 типа «Молодечно», требуется выполнить её расчёт как плоской рамной системы, т.к. в узлах соединения элементов данной фермы будут возникать изгибающие моменты, влияющие на проверку и подбор стального сечения.

Применяемый тип конечного элемента для расчёта фермы: Тип 2, Тип 10.

Область применения второго признака схемы:

Признак схемы 3 (три степени свободы в узле, перемещения Z, Ux, Uy) XOY

При выполнении расчёта плит, расположенных в горизонтальной плоскости, целесообразно применять признак схемы 3 (три степени свободы в узле), элементам пластин при этом следует назначить тип КЭ11.

Применение КЭ11 позволит сэкономить время при выполнении расчёта компьютером.

Область применения данного признака схемы:

Признак схемы 4 (три степени свободы в узле, перемещения X, Y, Z)

При выполнении расчёта пространственной шарнирно-стержневой конструкции, целесообразно применять данный признак схемы. К таким конструкциям, как правило, относятся металлические башни с шарнирным соединением стержней. Рекомендации по расчёту металлических башен можно посмотреть здесь https://rflira.ru/kb/105/722/

Применяемый тип конечного элемента – Тип 4, Тип 10

Область применения четвёртого признака схемы: Шарнирно-стержневые модели

Признак схемы 5 (шесть степеней свободы в узле, перемещения X, Y, Z, Ux, Uy, Uz)

Это самый широко используемый признак схемы, подходящий для решения подавляющего большинства задач. При моделировании шарнирно-стержневых систем, рекомендуется использовать признак схемы 4, однако, в случае невозможности применения данного признака схемы, когда, к примеру, шарнирно-стержневая модель находится в составе пространственной рамы, используется пятый признак схемы.

Для исключения возможности передачи изгибающего момента, на концах стержней следует устанавливать шарниры (см. статью https://rflira.ru/kb/108/667/). Применение конечного элемента Тип 4 позволит сэкономить время на выполнении данной операции.

При моделировании многостержневых систем, в целях экономии времени целесообразно использовать КЭ Тип 4 для элементов, конструктивная схема которых подразумевает работу элемента только при действии осевых сил.

Источник