«ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ® ЛИРА-САПР 2013 Учебное пособие КИЕВ–МОСКВА 2013 УДК 721.01:624.012.3:681.3.06 ® ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013 Учебное пособие Городецкий Д.А., Барабаш М.С., Водопьянов Р.Ю., Титок В.П., ...»

Вызовите диалоговое окно Задание нагрузок на закладке Нагрузки на пластины (рис.7.17) выбрав команду – Нагрузка на пластины в раскрывающемся списке Нагрузки на узлы и элементы (панель Нагрузки на вкладке Создание и редактирование).

В этом окне по умолчанию указана система координат Глобальная, направление – вдоль оси Z.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Щелчком по кнопке равномерно распределенной нагрузки вызовите диалоговое окно Параметры.

В этом окне задайте интенсивность нагрузки р= 1.5 т/м (рис.7.18).

Щелкните по кнопке – Подтвердить.

На экране появляется диалоговое окно Предупреждение (рис.7.19) в котором щелкните по кнопке ОК.

Рис.7.19. Диалоговое окно Предупреждение Предупреждение связано с тем, что при выделении всех элементов схемы выделяются одновременно стержни и пластины. Задаваемая нагрузка на пластины запрещена для Формирование загружения № Смените номер текущего загружения щелчком по кнопке – Следующее загружение в строке состояния.

Еще раз выделите все элементы схемы.

В диалоговом окне Задание нагрузок щелчком по кнопке равномерно распределенной нагрузки вызовите диалоговое окно Параметры.

В этом окне задайте интенсивность нагрузки р = 0.35 т/м.

Щелкните по кнопке – Подтвердить.

Формирование загружения № Смените номер текущего загружения на 4.

Перейдите в проекцию на плоскость XOZ щелчком по кнопке – Проекция на XOZ на панели инструментов Проекция (по умолчанию находится в нижней области рабочего окна).

После щелчка по кнопке – Отметка вертикальных стержней на панели инструментов Панель выбора выделите крайний левый ряд колонн.

В диалоговом окне Задание нагрузок перейдите на третью закладку Нагрузки на стержни и для изменения направления нагрузки включите радио-кнопку X.

Щелчком по кнопке равномерно распределенной нагрузки вызовите диалоговое окно Параметры.

В этом окне задайте интенсивность нагрузки р = -0.5 т/м.

Щелкните по кнопке – Подтвердить.

Пример 7. Расчет пространственного каркаса здания при различных вариантах конструирования железобетонных конструкций Формирование загружения № Смените номер текущего загружения на 5.

Перейдите в проекцию на плоскость YOZ щелчком по кнопке – Проекция на YOZ на панели инструментов Проекция.

Выделите колонны расположенные спереди здания (крайний левый ряд на проекции).

В диалоговом окне Задание нагрузок для изменения направления нагрузки включите радиокнопку Y.

Щелчком по кнопке равномерно распределенной нагрузки вызовите диалоговое окно Параметры.

В этом окне задайте интенсивность нагрузки р = -0.5 т/м.

Щелкните по кнопке – Подтвердить.

Перейдите в диметрическую фронтальную проекцию представления расчетной схемы щелчком по кнопке – Диметрическая фронтальная проекция на панели инструментов Проекция.

Задание расширенной информации о загружениях Вызовите диалоговое окно Редактор загружений (рис.7.20) щелчком по кнопке – Редактор загружений (панель редактирование).

В этом диалоговом окне в списке загружений выделите строку соответствующую первому загружению.

Далее в поле Редактирование выбранного загружения выберите в раскрывающемся списке Вид строку Постоянное и щелкните по После этого в списке загружений выделите строку соответствующую второму загружению, а затем в поле Редактирование выбранного загружения выберите в раскрывающемся списке Вид строку Временное длит. / Применить.

Далее в списке загружений выделите строку соответствующую третьему загружению, а затем в поле Редактирование выбранного загружения выберите в раскрывающемся списке Вид строку Кратковременное и щелкните по кнопке – Применить.

Далее в списке загружений выделите строку соответствующую четвертому загружению, а затем в поле Редактирование выбранного загружения выберите в раскрывающемся списке Вид строку Мгновенное и щелкните по кнопке – Применить.

Далее в списке загружений выделите строку соответствующую пятому загружению, а затем в поле Редактирование выбранного загружения выберите в раскрывающемся списке Вид строку Мгновенное и щелкните по кнопке – Применить.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Этап 6. Генерация таблицы РСУ Щелчком по кнопке – Таблица РСУ (панель РСУ на вкладке Расчет) вызовите диалоговое окно Расчетные сочетания усилий (рис.7.21).

Так как вид загружений задавался в диалоговом окне Редактор загружений (рис.7.20) таблица РСУ сформировалась автоматически с параметрами, принятыми по умолчанию для каждого загружения. Далее нужно только изменить параметры для третьего, четвертого и пятого В этом окне при выбранных строительных нормах СНиП 2.01.07-85* задайте следующие данные:

в сводной таблице для вычисления РСУ выделите строку соответствующую 3-му загружению.

Затем в текстовом поле Коэффициент надежности задайте величину 1.4 и после этого далее в сводной таблице для вычисления РСУ выделите строку соответствующую 4-му загружению. Затем установите флажок Учитывать знакопеременность, в текстовом поле далее в сводной таблице для вычисления РСУ выделите строку соответствующую 5-му загружению. Затем установите флажок Учитывать знакопеременность, в текстовом поле № группы взаимоисключающих загружений задайте 1 и после этого щелкните по кнопке Для окончания формирования таблицы РСУ, щелкните по кнопке – Подтвердить.

Пример 7. Расчет пространственного каркаса здания при различных вариантах конструирования железобетонных конструкций Этап 7. Полный расчет схемы Запустите задачу на расчет щелчком по кнопке – Выполнить расчет (панель Расчет на вкладке Расчет).

Этап 8. Просмотр и анализ результатов статического расчета После расчета задачи, просмотр и анализ результатов статического и динамического расчетов осуществляется на вкладке Анализ.

Отключение отображения нагрузок на расчетной схеме Щелкните по кнопке – Флаги рисования на панели инструментов Панель выбора.

В диалоговом окне Показать перейдите на третью закладку Общие и снимите флажок Нагрузки.

Щелкните по кнопке – Перерисовать.

В режиме просмотра результатов расчета по умолчанию расчетная схема отображается с учетом перемещений узлов.

Вывод на экран изополей перемещений Чтобы вывести на экран изополя перемещений по направлению Z, выберите команду – Изополя перемещений в глобальной системе в раскрывающемся списке Мозаика/изополя перемещений и после этого щелкните по кнопке – Изополя перемещений по Z (панель Деформации на вкладке Анализ).

Вывод на экран эпюр внутренних усилий Выведите на экран эпюру My щелчком по кнопке – Эпюры My (панель Усилия в стержнях на вкладке Анализ).

Для вывода эпюры Qz щелкните по кнопке – Эпюры поперечных сил Qz (панель Усилия в стержнях на вкладке Анализ).

Для вывода эпюры N щелкните по кнопке – Эпюры продольных сил N (панель Усилия в стержнях на вкладке Анализ).

Чтобы вывести мозаику усилия N, выберите команду – Мозаика усилий в стержнях в раскрывающемся списке Эпюры/мозаика усилий (панель Усилия в стержнях на вкладке Анализ).

Смена номера текущего загружения В строке состояния (находится в нижней области рабочего окна) в раскрывающемся списке Сменить номер загружения выберите строку соответствующую второму загружению и щелкните по кнопке ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Вывод на экран мозаик напряжений Чтобы вывести на экран мозаику напряжений по Мх, выберите команду – Мозаика напряжений в раскрывающемся списке Мозаика/изополя напряжений и после этого щелкните по кнопке – Мозаика напряжений по Mx (панель Напряжения в пластинах и объемных КЭ на вкладке Анализ).

Для отображения мозаики напряжений по Nх, щелкните по кнопке – Мозаика напряжений по Nx (панель Напряжения в пластинах и объемных КЭ на вкладке Анализ).

Формирование и просмотр таблиц результатов расчета Для вывода на экран таблицы со значениями расчетных сочетаний усилий в элементах схемы, выберите команду – Стандартные таблицы в раскрывающемся списке Документация (панель Таблицы на вкладке Анализ).

После этого в диалоговом окне Стандартные таблицы (рис.7.22) выделите строку РСУ расчетные.

Щелкните по кнопке – Применить (для создания таблиц в формате HTML нужно включить радио-кнопку HTML. Для создания таблиц в формате для дальнейшей работы в режиме программы «Графический Макетировщик» нужно включить радио-кнопку RPT).

Для того чтобы закрыть таблицу, выполните пункт меню Файл Закрыть.

Этап 9. Просмотр и анализ результатов конструирования После расчета задачи, просмотр и анализ результатов конструирования осуществляется на вкладке Конструирование.

Пример 7. Расчет пространственного каркаса здания при различных вариантах конструирования железобетонных конструкций Просмотр результатов армирования Для просмотра информации о подобранной арматуре в одном из элементов, щелкните по кнопке – Информация об узле или элементе на панели инструментов Панель выбора и укажите курсором на любой стержневой или пластинчатый элемент.

В появившемся диалоговом окне перейдите для пластинчатых элементов на закладку Информация о подобранной арматуре, а для стержневых элементов на закладку Арматура продольная (в этом окне содержится полная информация о выбранном элементе, в том числе и с результатами подбора арматуры).

Закройте диалоговое окно щелчком по кнопке – Закрыть.

Чтобы посмотреть мозаику отображения площади нижней арматуры в пластинах по направлению оси X1, щелкните по кнопке – Нижняя арматура в пластинах по оси X1 (панель Пластины на вкладке Конструирование).

Чтобы посмотреть мозаику отображения площади нижней арматуры в пластинах по направлению оси Y1, щелкните по кнопке – Нижняя арматура в пластинах по оси Y1 (панель Пластины на вкладке Конструирование).

Для установки режима отображения симметричного армирования в сечениях стержней, выберите команду – Симметричное армирование в раскрывающемся списке Армирование (панель Стержни на вкладке Конструирование).

Чтобы посмотреть мозаику отображения площади продольной арматуры в нижнем левом угле сечения стержня AU1, щелкните по кнопке – Угловая арматура AU1 (панель Стержни на вкладке Конструирование).

Чтобы посмотреть мозаику отображения площади продольной арматуры в нижнем правом угле сечения стержня AU2, щелкните по кнопке – Угловая арматура AU2 (панель Стержни на вкладке Конструирование).

Для установки режима отображения несимметричного армирования в сечениях стержней, выберите команду – Несимметричное армирование в раскрывающемся списке Армирование (панель Стержни на вкладке Конструирование).

Формирование и просмотр таблиц результатов подбора арматуры Вызовите диалоговое окно Таблицы результатов (рис.7.23), выбрав команду – Таблицы результатов для ЖБ в раскрывающемся Конструирование).

В этом окне по умолчанию в поле Элементы включена кнопка Стержни, в поле Создать таблицу включена радио-кнопка для всех элементов, а в поле Формат таблиц включена радио-кнопка Текстовые).

Щелкните по кнопке Таблицу на экран (для создания таблиц результатов подбора арматуры в формате HTML нужно включить радио-кнопку HTML. Для создания таблиц в других форматах нужно включить соответствующую радио-кнопку).

Смена номера варианта конструирования В строке состояния в раскрывающемся списке Сменить номер варианта конструирования выберите строку соответствующую второму варианту конструирования.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Для альтернативного переключения на другой вариант конструирования, нужно вызвать диалоговое окно Варианты конструирования (рис.7.4) щелчком по кнопке – Варианты конструирования (панель Конструирование на вкладке Конструирование).

Чтобы переключиться на другой вариант конструирования, нужно выбрать соответствующую строку в Списке вариантов конструирования схемы и щелкнуть по кнопке Назначить текущим.

Просмотр и анализ результатов армирования по второму варианту конструирования осуществляется аналогично первому варианту конструирования.

Изменение размеров сечения Проанализировав результаты армирования по всем вариантам конструирования, за окончательный принимаем четвертый вариант конструирования. Для этого варианта конструирования выполним подбор арматуры при увеличенных размерах сечений Щелчком по кнопке – Жесткости и материалы (панель Конструирование на вкладке Конструирование) вызовите диалоговое окно Жесткости и материалы.

В этом окне в списке типов жесткостей выделите курсором тип жесткости 1. Брус 40х40.

Щелкните по кнопке Изменить.

В появившемся диалоговом окне Задание стандартного сечения задайте новые параметры сечения Брус:

Для ввода данных щелкните по кнопке – Подтвердить.

После этого в диалоговом окне Жесткости и материалы в списке типов жесткостей выделите курсором тип жесткости 2. Тавр_Т 30х50.

Щелкните по кнопке Изменить.

В новом окне Задание стандартного сечения задайте новые параметры сечения Тавр_Т:

Для ввода данных щелкните по кнопке – Подтвердить.

Подбор арматуры при измененных размерах сечений Переключитесь на четвертый вариант конструирования.

Запуск задачи на подбор арматуры производится щелчком по кнопке - Расчет арматуры (панель ЖБ: расчет на вкладке Конструирование).

В появившемся диалоговом окне Ж/б расчет (рис.7.24) щелкните по кнопке Выполнить расчет.

После окончания расчета щелкните по кнопке - Закрыть.

Пример 7. Расчет пространственного каркаса здания при различных вариантах конструирования железобетонных конструкций Просмотр и анализ результатов армирования после подбора арматуры при измененных размерах сечения осуществляется аналогично описанному выше.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи отобразить минимально необходимые данные для выполнения подбора армирования диафрагм;

продемонстрировать технологию импорта в систему САПФИР-ЖБК результатов подбора арматуры, выполненного в ПК ЛИРА-САПР;

выполнить проектирование монолитной железобетонной стены (диафрагмы) при помощи системы САПФИР-ЖБК.

Исходные данные:

Для работы с данным примером необходимо открыть файл упражнения 8_диафрагма. При установке по умолчанию, все файлы упражнений устанавливаются на жесткий диск компьютера в C:\ProgramData\SAPFIR\Sapfir 2013\Samples. Для того чтобы запустить файл упражнения выполните следующую команду Windows: Пуск Все программы LIRA SAPR ЛИРА-САПР 2013 Файлы примеров САПФИР.

Для того чтобы начать работу с ПК САПФИР выполните следующую команду Windows: Пуск Все программы LIRA SAPR ЛИРА-САПР 2013 САПФИР 2013.

Интерфейс программы Окно ПК САПФИР условно можно поделить на несколько областей (рис.8.1).

1. Графическая область модели 2. Локальная система координат (ЛСК) - является динамической и может быть перенесена в любую точку модели, повернута и сориентирована произвольным образом.

3. Панель Инструменты - содержит инструменты необходимые для создания модели здания или 4. Подсистемы ПК САПФИР: Архитектура, Конструкции, Армирование, Чертежи. Условное разделение программы на несколько режимов с подбором необходимых инструментов в зависимости от выбранного вида.

5. Базовые панели инструментов САПФИР. В порядке слева направо сверху вниз: Стандарт, Визуализация, Проекции и Виды, Позиционирование локатора, Редактирование, Результаты армирования.

6. Панель свойств инструмента – является динамически обновляемой и зависит от выбранного 7. Служебное окно Свойства 8. Служебные окна Структура, Библиотеки 9. Служебное окно Предварительный просмотр 10. Служебные окна Виды и Листы.

11. Окно Служебная информация для отображения процессов происходящих в модели, а также сообщениях об ошибках и некорректностях.

Все служебные окна являются плавающими, могут быть припаркованы и сгруппированы произвольным образом. Отображением окон и панелей инструментов можно управлять через меню Вид Панели инструментов.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Рис.8.1. Начальные установки и расположение окон в ПК САПФИР Основные необходимые настройки для работы с ПК САПФИР содержатся в двух диалоговых окнах: Настройки визуализации и Настройки САПФИР. Настройки визуализации позволяют настроить отображение модели в проекте (основные способы визуализации модели вынесены на панели инструментов Визуализация), настроить цветовое отображение выделения и сечений модели, а также шаг сетки в модели и на чертежах.

Остальные параметры модели хранятся в диалоговом окне Настройки САПФИР (рис.8.2). Данное диалоговое окно содержит все настройки для комфортного функционирования программы. Настройки сгруппированы по тематике и разделены на закладки. В этом примере нас будет интересовать закладка Армирование, в которой содержатся параметры для вида графических обозначений зон армирования, обозначения арматуры, настройки для плит, узлов продавливания и стен.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Этап 1. Минимально необходимые данные для расчета армирования и проектирования диафрагм Для проектирования диафрагм необходимо, чтобы модель соответствовала следующим требованиям:

1. В модели ПК САПФИР должны присутствовать стены;

2. Для несущего материала стен (бетона) должна быть задана интерпретация Несущий 3. Материал должен иметь признак ЖБК (настраивается в диалоговом окне Материалы) 4. Пластинам стен в ПК ЛИРА-САПР должен быть назначен материал;

5. Для пластин стен должен быть выполнен подбор армирования.

Рис.8.3. Необходимый минимум параметров для расчета армирования и проектирования диафрагм Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Чтобы получить из расчетного комплекса ПК ЛИРА-САПР результаты, пригодные для конструирования диафрагмы на их основе, необходимо проверить согласование осей конечных элементов. При необходимости – выполните согласование.

Используйте Полифильтр для выделения конечных элементов пластин (стен), расположенных вертикально в плоскости XOZ. Вызовите диалоговое окно Местные оси пластин (рис.8.4) с контекстной вкладки Работа с пластинами. Выполните cонаправление осей КЭ. Затем заново выделите КЭ пластин, расположенных вертикально в плоскости XOZ и выполните согласование осей XOY+ (рис.8.4). Результат выполнения команды отображается на элементах, если в диалоговом окне Флаги рисования (рис.8.5) установить флажок Согласование осей пластин и объемных КЭ (для результатов).

Рис.8.4. Диалоговое окно Местные оси пластин Рис.8.5. Диалоговое окно Флаги рисования В результате согласования оси конечных элементов должны стать сонаправлены осям координат X и Y, соответственно (рис.8.6).

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Этап 2. Импорт результатов армирования На панели инструментов Стандарт выберите команду - Открыть.

Найдите папку с готовыми упражнениями (путь к папке указан в исходных данных примера) и выберите файл 8_диафрагма.spf.

Импорт результатов армирования в открытую модель можно выполнить, щелкнув кнопку В открывшемся диалоговом окне Выбор файла (рис.8.7) выберите файл 8_диафрагма.asp и щелкните по кнопке Открыть.

Программа выполнит автоматический подбор вида под импортированные результаты – мозаику армирования и отобразит модель в каркасном режиме визуализации.

Расчетное армирование может быть показано по двум направлениям для обеих граней диафрагмы, а также по максимальной площади, взятой из двух граней, по которой выполняется дальнейшее конструирование (рис.8.8). В левом нижнем углу диафрагмы выводится цифра максимального значения площади расчетного армирования в КЭ диафрагмы. Значение площади выводится на лицевой грани диафрагмы (лицевой гранью считается правая грань стены от ее начальной точки). Отображаемое значение площади армирования зависит от выбранного направления и грани визуализации результатов.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Этап 3. Автоматическое проектирование диафрагмы Создание унифицированной группы Выполните поворот схемы, удерживая нажатой правую кнопку мыши, и просмотрите необходимые расчетные площади армирования для диафрагм.

Поворот схемы для выбора удобного ракурса выполняется при нажатой правой кнопке мыши. Навигация в графической области проекта выполняется при нажатой средней кнопке мыши. Для приближения к объектам схемы необходимо использовать колесо прокрутки.

Руководствуясь отображаемыми значениями и мозаикой площади армирования выделите диафрагму третьего этажа, расположенную на оси И, указав ее в модели (рис.8.9).

Удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре, выделите диафрагму, расположенную на четвертом этаже. Панель свойств инструмента автоматически подстроится под инструмент Указывание.

Выполните щелчок по кнопке - Выделить вверх, чтобы выделить вверх плеть стен, расположенных на данной оси.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие В открывшемся диалоговом окне Параметры 7 объектов для параметра Маркировка установите значение ДЖ_1 (рис.8.10).

Щелкните по кнопке Применить, чтобы применить сделанные изменения и закрыть диалоговое окно.

Назначенная марка для унифицированной группы диафрагм графически отобразится в 3D виде. В левом нижней углу промаркированных диафрагм над значением максимальной площади армирования появится обозначение назначенной марки.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Выполните щелчок по любой из выбранных диафрагм плети, чтобы снять выделение с плети диафрагм и оставить выделенной только одну.

ДЖ_1 выделится в отдельный сборочный узел.

Если армируемой стене предварительно не была назначена марка, то ПК САПФИР выдаст предупреждение, что Выделенной стене не назначена марка. Назначить?(рис.8.11).

Щелкните по кнопке Да. В появившемся диалоговом окне Маркировка элементов конструкции (рис.8.12) согласитесь с маркировкой по умолчанию или введите необходимое значение и щелкните по кнопке Да. В сборочный узел выделится именно та стена, которая Рис.8.11. Диалоговое окно предупреждения о не Рис.8.12. Диалоговое окно Имеет значение способ создания стены. Если стена была создана с включенной опцией Цепочка, то армироваться будет развертка стены. Для армирования только одного сегмента стены, необходимо выделить стену и на панели свойств инструмента этого требуется заново подгрузить результаты расчета армирования через меню Файл ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Редактирование автоматической расстановки стержней в диафрагме В открывшейся новой закладке Армирование диафрагмы ДЖ_1 (рис.8.15) железобетонная стена уже получила некий начальный вариант автоматичекой расстановки стержней. Зоны армирования диафрагм подобраны с таким шагом и диаметром чтобы соответствовать необходимой расчетной площади армирования в КЭ.

Для того чтобы на развертке стены автоматически вычерчивалась плита и указывалось положение шва бетонирования необходимо чтобы физические (архитектурные) модели стен были выравнены по перекрытию. Выравнивание физических моделей стен по перекрытию можно произвести как на этапе создания модели перед расчетом, так и после импорта результатов подбора армирования, непосредственно перед проектированием диафрагмы. Для этого необходимо выделить стены и в диалоговом окне Параметры (рис.8.14) для параметра Физические стены по перекрытию установить значение Да.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Рис.8.15. Автоматическое проектирование диафрагмы При начальном варианте расстановки стержней все зоны получают необходимое значение перехлеста арматуры согласно назначенному диаметру. Варьировать величиной перехлеста в ручном режиме можно в поле редактирования Арматурные выпуски на панели свойств инструмента Зоны диафрагм (рис.8.16, 8.17). Значение арматурных выпусков применяемых по умолчанию состоит из толщины плиты и величины перехлеста заданной в диалоговом окне Арматура (рис.8.16). В данном диалоговом окне указаны настройки, применяемые по умолчанию для заданного набора арматурных стержней. Вы можете создать свой пользовательский набор арматурных стержней и настроек для него, сохранить его в файл. Пользовательский набор может использоваться в дальнейшем в других проектах.

Для крайних зон диафрагм в автоматическом режиме назначаются выпуски вразбежку.

Иногда размеры зоны не позволяют разместить целое число интервалов и появляется добавочный (доборный) шаг - некоторые стержни устанавливаются ближе друг к другу, чем определено параметром «Шаг стержней». Соотношение величины отступов для зоны позволяют управлять местом, в котором стержни будут располагаться гуще. Если отступы слева и справа одинаковы, то стержни будут располагаться гуще в центре. Если один из отступов больше, то «загущение» будет тяготеть туда, где отступ меньше.

Наличие локального «загущения», связанного с добавочным шагом, не влияет на мозаику недоармирования.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Рис.8.17. Блок Арматурные выпуски на панели свойств инструмента Зоны диафрагм Выделите левую вертикальную зону и введите для нее значение отступа справа – 100мм на панели свойств инструмента - Зоны диафрагм), чтобы увеличить расстояние между стержнями на стыке зон до стандартного шага – 200мм (расстояние между стержнями двух соседних зон можно варьировать различными способами: изменять позиции контрольных точек зон или менять отступы стержней от границы зоны).

Нажмите клавишу Enter на клавиатуре для подтверждения ввода.

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с зоны.

Блок редактирования Отступы является динамическим. В зависимости от направления размещения зоны – горизонтальная или вертикальная меняются названия полей редактирования. Как видим, отступ сверху для вертикальной зоны диафрагмы в блоке Отступы располагается сверху, а отступ справа в зоне в блоке редактирования также справа (рис.8.18). Отступ сверху для горизонтальной зоны в блоке редактирования располагается слева, а отступ справа в зоне – в блоке редактирования располагается Рис.8.18. Блок редактирования Отступы Рис.8.19. Блок редактирования Отступы Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Выделите среднюю зону армирования и введите значение отступа слева – 100мм на панели свойств Нажмите клавишу Enter на клавиатуре для подтверждения ввода.

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с зоны.

Этап 4. Автоматическое проектирование диафрагмы с отверстием Назначение унифицированной группы диафрагме с отверстием В служебном окне Виды (рис.8.1) выполните двойной щелчок по строке Общий вид.

В открывшейся закладке 3D вида выделите диафрагму, примыкающую к заармированной стене.

Удерживая нажатой клавишу Shift, выделите диафрагму, расположенную на втором этаже.

На панели свойств инструмента - Указывание щелкните по кнопке Есть несколько способов назначения марки диафрагмам. Первый упоминался выше. В качестве второго способа воспользуйтесь меню Создать Обозначение Маркировка.

В открывшемся диалоговом окне Маркировка элементов конструкции (рис.8.12) введите маркировку ДЖ_2 и щелкните по кнопке Применить.

Выполните щелчок мыши в любую диафрагму плети, чтобы снять выделение со всей плети диафрагм и оставить выделенной только одну.

На панели свойств инструмента - Стена выполните щелчок по кнопке автоматическим вариантом расстановки стержней, предложенным системой САПФИР-ЖБК (рис.8.20).

Рис.8.20. Автоматическое проектирование диафрагмы ДЖ_ Создание новой зоны армирования диафрагм. На панели свойств инструмента Зоны диафрагм задайте необходимые параметры:

проконтролируйте, чтобы было выбрано направление расположения - вдоль Z;

значения отступов: снизу 0, сверху 20, слева и справа по 50 мм;

арматурные выпуски – отключить;

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Разместите зону армирования, указав левую нижнюю точку зоны в месте пересечения с метрической сеткой, правую верхнюю в месте пересечения с проемом (рис.8.21).

Укажите точку за пределами диафрагмы в месте где должна располагаться выноска.

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы выйти из режима построения.

Редактирование размещения уже созданных зон.

Выделите крайнюю левую зону диафрагмы, выполнив щелчок по ней.

Выберите инструмент - Перенос вершины на панели инструментов Редактирование (рис.8.1).

Нажмите на правую верхнюю контрольную точку зоны и удерживая нажатой кнопку мыши начните движение влево.

Разместите границу зоны в месте где сверху заканчивается изополе оранжевого цвета соответствующее значению на шкале 16ш.100 (рис.8.22 Зона 1).

Воспользуйтесь меню Настройки Настройки САПФИР закладка Армирование.

В блоке Армирование стен установите для параметра Модуль шага в зонах значение 50мм (рис.8.22).

Выполните щелчок по кнопке ОК.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Инструмент Связать устанавливает зависимость между диаметром и шагом стержней.

Соответственно, при увеличении диаметра увеличивается и шаг арматурных стержней для обеспечения необходимой расчетной площади армирования. Увеличение шага происходит с определенным модулем шага в зонах, заданным в диалоговом окне Настройки САПФИР на закладке Армирование в блоке Армирование стен (рис.8.22).

Увеличение и уменьшение шага стержней происходит в пределах конструктивных требований, заданных в этом же диалоговом окне (расстояние в свету, min; расстояние в Выберите из раскрывающегося списка диаметров 25, автоматически изменится шаг стержней на 150мм и значение арматурных выпусков (рис.8.23).

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с зоны.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Подведите локатор к последнему стержню левой зоны.

Нажмите клавишу F2 на клавиатуре, чтобы притянуться к контрольной точке стержня.

Выполните щелчок правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню команду ЛСК в точку.

Выделите вторую слева зону армирования, выполнив щелчок по ней.

Нажмите на левую контрольную точку диафрагмы и удерживая нажатой кнопку мыши начните движение влево.

Нажмите клавишу X на клавиатуре и введите значение 150мм.

Нажмите клавишу Enter на клавиатуре, чтобы подтвердить ввод координаты (вводом координат с клавиатуры мы смоделировали отступ между зонами равным основному шагу стержней 200мм).

Нажмите на правую контрольную точку зоны и удерживая нажатой кнопку мыши начните движение Разместите границы зону в месте где заканчивается сверху желтая изолиния, которая соответствует значению шкалы 20ш.200 (рис.8.23 Зона 2).

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с зоны.

Перенесите локальную систему координат в контрольную точку последнего стержня отредактированной зоны, как описывалось ранее.

Нажмите клавишу X на клавиатуре и введите значение 150мм, координата Y должна быть 0.

Нажмите клавишу Enter на клавиатуре для подтверждения.

Растяните рамку зоны и укажите вторую верхнюю точку зоны армирования над левым верхним углом проема (рис.8.23 Зона 3).

Укажите третью точку для зоны в месте, где будет располагаться выноска.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы При включенном инструменте - Получить из модели стержни в зоне размещаются с тем шагом и диаметром, которые необходимы для элементов, попавших в зону по расчетной площади армирования. В момент размещения зоны динамически отрисовываются диафрагм. В момент размещения последней точки зоны – выноски, зона корректируется под необходимую площадь армирования. В окно Служебной информации (рис.8.1) выводятся цифры о требуемой по расчету площади армирования и фактически установленной Выделите зону над окном, выполнив по ней щелчок.

На панели свойств инструмента - Зоны диафрагм введите значение 590мм в поле редактирования для длины арматурных выпусков (рис.8.24) Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с зон армирования.

Обрамление отверстий Выполните щелчок по контуру проема для его выделения.

Выполните щелчок по кнопке - Обрамление отверстия на панели свойств инструмента В открывшемся диалоговом окне Обрамление отверстия (рис.8.25) введите следующие данные:

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие отключите кнопку П-элементы по периметру;

значение шага S, мм – 100 для прямых стержней по вертикали, горизонтали и по диагонали;

значение S’, мм – 100 для прямых стержней по вертикали и по горизонтали.

Щелкните по кнопке ОК, чтобы закрыть диалоговое окно и применить сделанные изменения (рис.8.26).

Рис.8.26. Запроектированная диафрагма с обрамленным отверстием Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Маркировка элементов обрамления отверстия Выделите вертикальные стержни слева от отверстия, выполнив по ним щелчок.

выноска – рядом с выделенными стержнями появится выноска.

Выполните щелчок по кнопке - Перенос вершины на панели инструментов Редактирование.

Отредактируйте положение выноски, притянувшись к средней точке возле полочки, нажав на нее и начав движение вниз.

Зафиксируйте положение выноски.

Положение стрелки также может быть отредактировано, если потянуть за контрольную точку в месте пересечения стрелки и стержня.

Создайте выноски для элементов обрамления, как описывалось ранее.

Выполните щелчок по кнопке - Спецификация арматуры на панели свойств инструмента В открывшемся диалоговом окне Спецификация арматуры (рис.8.27) просмотрите спецификацию арматуры и щелкните по кнопке ОК, чтобы назначить марки элементам (рис.8.28).

Этап 5. Работа с разрезами диафрагмы Создание разреза диафрагмы ДЖ_ Проконтролируйте, чтобы был выбран тип – Простой разрез на панели свойств инструмента Выполните щелчок слева от диафрагмы на середине высоты диафрагмы.

Укажите вторую точку разреза справа от диафрагмы.

Укажите третью точку сверху от обозначения разреза, чтобы направление взгляда было вниз (рис.8.28).

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие В служебном окне Виды выполните двойной щелчок по строке Армирование диафрагмы ДЖ_2 в разделе Разрезы. В новой закладке откроется разрез диафрагмы (рис.8.29).

Редактирование привязки стержней В открывшейся закладке разреза диафрагмы приблизьтесь к проему, используя колесо прокрутки Удерживая нажатой клавишу Shift выделите зоны вертикальных стержней, которые пересекаются с горизонтальными с двух сторон проема (рис.8.29).

В открывшемся диалоговом окне Параметры 2 объектов (рис.8.30) введите значение 56 мм для параметра Привязка стержня.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Щелкните по кнопке Применить.

Выделите крайнюю левую зону.

В служебном окне Свойства введите значение 62.5мм для параметра Привязка стержня.

Нажмите клавишу Enter на клавиатуре для подтверждения.

Назначение размеров Проконтролируйте, чтобы было выбрано направление - Вдоль X.

Задайте первую точку цепочки размеров в левой крайней точке разреза, а вторую – в правой крайней, чтобы обозначить начало и конец цепочки.

Выполните образмеривание стены, указав последовательно точки в начале стены, в начале проема, в конце проема, в конце стены.

Нажмите клавишу Enter на клавиатуре для завершения ввода.

Выделите созданную цепочку размеров, выполнив щелчок по ней.

Выберите инструмент - Перенос вершины на панели инструментов Редактирование.

Нажмите на контрольную точку цепочки размеров и удерживая нажатой кнопку мыши потяните ее Выполните щелчок на некотором удалении от разреза в месте, где будет располагаться цепочка размеров.

Маркировка элементов на разрезе Выделите левую зону армирования диафрагмы, выполнив щелчок по ней.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с зоны.

Промаркируйте остальные зоны армирования на разрезе (рис.8.31).

Применение шпилек Выделите вертикальные зоны армирования диафрагм, удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре.

В открывшемся диалоговом окне Параметры 4 объектов (рис.8.32) установите значение Да для параметра Применять шпильки.

Выполните щелчок по кнопке Применить.

Выделите две крайних слева вертикальных зоны армирования, удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре.

В открывшемся диалоговом окне установите значение Да для параметра Последняя шпилька.

Выполните щелчок по кнопке Применить.

Выделите вторую и третью слева зоны армирования, удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре.

В открывшемся диалоговом окне установите значение Да для параметра Первая шпилька.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Этап 6. Создание узлов армирования Отображение арматуры на плане этажа В служебном окне Виды выберите строку План 1-го этажа и выполните по ней двойной щелчок Чтобы создать вид плана этажа необходимо в служебном окне Структура выделить строку необходимого этажа и выполнить по ней щелчок правой кнопкой мыши. Из открывшегося контекстного меню выберите команду Показать план этажа. Откроется новая закладка окна с видом плана выбранного этажа. Все созданные планы этажей хранятся в разделе Планы этажей служебного окна Виды.

В открывшейся новой закладке окна выделите две стены, расположенные в левом верхнем углу, удерживая нажатой клавишу Shift.

Выполните щелчок по кнопке - Выделить вверх на панели свойств инструмента Выполните щелчок по кнопке - Параметры на панели свойств инструмента Установите значение Да для параметра Показать арматуру в 3D (рис.8.34).

Щелкните по кнопке Применить.

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение со стен.

Рис.8.34. Назначение стенам параметра отображения арматуры в 3D ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Выполните щелчок по кнопке - Армирование на панели Инструменты, чтобы активировать режим работы с арматурой на плане этажа.

Отображение армирования происходит только для тех стен, которым было назначено свойство Показать арматуру в 3D.

Редактирование зон армирования на плане этажа Выберите режим визуализации - Каркас на панели инструментов Визуализация (рис.8.1) для комфортного выделения зон армирования.

Выделите крайнюю левую зону армирования диафрагмы ДЖ_1.

Выберите инструмент - Перенос вершины на панели инструментов Редактирование (рис.8.1) Для редактирования положения зон армирования и деталей используйте инструмент Нажмите на левую контрольную точку зоны и удерживая нажатой кнопку мыши, начните движение Когда первые стержни зоны поравняются с третьими (в динамике отрисовывается начальное и текущей положение стержней) выполните щелчок в графической области для фиксации положения Выделите все вертикальные зоны армирования в диафрагме ДЖ_1, удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре.

Установите значение Да для параметра Применять шпильки в открывшемся диалоговом окне.

Щелкните по кнопке Применить.

Примените для крайней левой и средней зоны параметр Последняя шпилька, как описывалось Примените для средней и крайней правой зоны параметр Первая шпилька, как описывалось ранее.

Создание деталей (рис.8.32):

Разместите деталь возле наружного угла стен (рис.8.35) задав угловую точку детали и направление, в котором деталь будет располагаться.

При необходимости отредактируйте привязку детали к лицевой грани стены – 156мм и размещение детали используя инструмент Перенос вершины.

Разместите еще одну деталь у внутреннего угла стены (рис.8.35). При необходимости отредактируйте привязку детали – 67мм Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Создание узла армирования Выделите две запроектированные стены ДЖ_1 и ДЖ_2, удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре.

Воспользуйтесь меню Создать Узел Узел армирования.

План этажа получит необходимое обозначение узла и откроется новая закладка окна, содержащая отсеченный фрагмент плана с названием Узел ДЖ_1/ДЖ_2.

Все созданные узлы армирования и виды документирования для армирования диафрагм хранятся в разделе Сборочные узлы служебного окна Виды.

Для варьирования границей отсечения выберите инструмент Перенос вершины на панели инструментов Редактирование. Выделите границу отсечения. Нажмите на контрольную точку на середине грани и начинайте движение, удерживая нажатой кнопку мыши.

Выполните щелчок в месте, где Вы хотите установить границу отсечения.

Выполните двойной щелчок по строке План 1-го этажа: Узел ДЖ_2/ДЖ_1 в разделе Сборочные узлы служебного окна Виды. В служебное окно Свойства попадут свойства выбранного вида.

В служебном окне Свойства выполните щелчок по строке Масштаб В открывшемся диалоговом окне выберите из раскрывающегося списка М 1:20 (рис.8.36).

Щелкните по кнопке Подтвердить.

Аннотирование узла армирования Выделите Г-элемент.

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение с детали.

Аналогичным способом создайте марки-выноски для всех вертикальных и горизонтальных зон армирования (рис.8.37). При необходимости, используйте инструмент Перенос вершины, чтобы отредактировать положение выноски.

При маркировке зон армирования диафрагмы ДЖ_1 ПК САПФИР может выдать сообщение Указанный объект не имеет позиции по спецификации. Данное сообщение информирует пользователя о том, что для выбранной зоны армирования не была создана спецификация арматуры. Необходимо в служебном окне Виды выполнить двойной щелчок по строке ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Армирование ДЖ_1. Закладка армирования узла переключится на армирование диафрагмы.

Выберите инструмент Зоны диафрагм на панели Инструменты и выполните щелчок по кнопке Спецификация арматуры на панели свойств инструмента Зоны диафрагм. В открывшейся диалоговом окне Спецификация арматуры выполните щелчок по кнопке ОК, чтобы применить данную спецификацию. Для продолжения работы с узлом армирования в служебном окне Виды выполните двойной щелчок по строке План 1-го этажа: Узел Нанесение размеров на узле армирования На панели свойств инструмента - Обозначение задайте следующие параметры.

тип обозначения/размера – - Цепочка размеров;

Задайте первую точку цепочки размеров у наружной грани угла, а вторую – в правой крайней точке стены, чтобы обозначить начало и конец цепочки.

Выполните образмеривание зон армирования последовательно указывая стержни (рис.8.37).

Для завершения построения цепочки выполните двойной щелчок или нажмите клавишу Enter на клавиатуре.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Аналогичным способом нанесите размеры для диафрагмы вдоль оси Y, предварительно выбрав направление расстановки на панели свойств инструмента - Обозначение – вдоль Y (рис.8.37).

При необходимости использовать текст вместо размера установите флажок текст на панели свойств инструмента Обозначение и введите необходимый текст в поле редактирования ниже. Нажмите клавишу Enter на клавиатуре, чтобы применить сделанные Этап 7. Визуализации армирования в 3D Отображение запроектированного армирования диафрагмы в 3D режиме.

В служебном окне Виды выполните двойной щелчок по строке Общий вид, чтобы открыть новую закладку окна с 3D видом модели.

Выполните щелчок по кнопке - Армирование на панели Инструменты, чтобы активировать режим работы с арматурой в 3D (рис.8.38).

Рис.8.38. Визуализация запроектированного армирования в 3D Для включения режима отображения арматуры в цвете согласно диаметру выполните щелчок по кнопке - Цвет по диаметру на панели инструментов Результаты армирования. Диаметры отображаются в соответствии с цветами, заданными в диалоге Арматура. Чтобы назначить пользовательские цвета для диаметров воспользуйтесь меню Настройки Арматура или выполните щелчок по кнопке Цвет по диаметру, удерживая нажатой клавишу Shift на клавиатуре.

В 3D можно выделять зоны армирования и деталей для редактирования их параметров (смена диаметров, шага, длины анкеровки, редактирование расположения зон и др.) ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Этап 8. Генерация чертежей в автоматическом режиме.

В служебном окне Виды выполните двойной щелчок по строке Армирование диафрагмы ДЖ_2.

Откроется новая закладка или автоматически активируется уже открытая с выбранным видом армирования.

В служебном окне Свойства отобразятся свойства для выбранного вида Армирование диафрагмы ДЖ_2. Выполните щелчок по строке Масштаб вида.

В открывшемся диалоговом окне Масштаб вида (рис.8.39) введите в поле редактирование значение 40, установив таким образом масштаб 1:40.

Выполните щелчок по кнопке Подтвердить.

На панели свойств инструмента - Зоны диафрагм выполните щелчок по кнопке В открывшемся диалоговом окне Спецификация арматуры (рис.8.40) выполните щелчок по кнопке Поместить на чертеж.

Откроется диалоговое окно Вычертить таблицы ведомостей и спецификаций арматуры (рис.8.41) с предложенным вариантом привязки таблиц к границам чертежа.

Пример 8. Проектирование монолитной железобетонной диафрагмы при помощи системы Рис.8.41. Диалоговое окно Вычертить таблицы ведомостей и спецификаций арматуры В поле редактирования для имени листа введите название Армирование монолитной диафрагмы Выполните щелчок по кнопке Начертить.

Система откроет новую закладку окна под названием диафрагма.spf:Армирование монолитной диафрагмы ДЖ_2 с листом, на котором уже будут размещены спецификация арматуры по диафрагме, ведомость расхода стали, ведомость деталей и автопримечания.

В служебном окне Виды разверните древовидный список Сборочные узлы щелчком мыши.

В списке Сборочные узлы выполните щелчок по строке Армирование диафрагмы ДЖ_2 и, удерживая нажатой кнопку мыши, затяните вид армирования на лист.

Выполните щелчок в месте, где хотите расположить схему армирования диафрагмы, чтобы зафиксировать ее положение.

Нажмите клавишу Esc на клавиатуре, чтобы снять выделение со схемы.

Таким же образом вытяните на чертеж вид Армирование диафрагмы ДЖ_2: Разрез 2-2 и План 1го этажа: Узел ДЖ_2/ДЖ_1 (рис.8.42).

Для редактирования положения объектов на чертеже используйте команду - Перенос, расположенную на панели инструментов Редактирование.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Рис.8.42. Чертеж армирования монолитной стены ДЖ_ Данный пример демонстрирует процедуру армирования диафрагмы и узлов монолитных стен и носит рекомендательный характер. При необходимости выполните доработку чертежа.

Нормативная база Нормативная база Нормы Российской Федерации 1. СП 14.13330 2011. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*. М., 2011.

2. СП 16.13330 2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*. М., 3. СП 20.13330 2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.

4. СП 22.13330 2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М., 2011.

5. СП 24.13330 2011. Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. М., 6. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.

Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. М., 2012.

7. СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия.– М.: Стройиздат, 1986.

8. СНиП 2.03.01–84.Бетонные и железобетонные конструкции.– М.: Стройиздат, 1985.

9. СНиП II–7–81.Строительство в сейсмических районах.– М.: Стройиздат, 1982.

10. СНиП II–23–81*. Стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1984.

11. СНиП 2.02.01–83. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1984.

12. СНиП II–21–75. Бетонные и железобетонные конструкции. М., Стройиздат, 1975.

13. СНиП 2.05.03–84. Мосты и трубы. М., ЦИТП, 1985.

14. СП 50-101-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. М., 2004.

15. МГСН 4.19-05. Московские городские строительные нормы. Многофункциональные высотные здания и комплексы. М., 2005.

16. СНиП 52–01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции М., 2004.

17. НП-031-01. Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций. Госатомнадзор России.

Европейские нормы 18. Eurocode 0. Basis of structural design. EN 1990:2002.

19. Eurocode 1. Actions on structures. General actions. Densities, self-weight, imposed loads for buildings. EN 1991-1-1:2002.

20. Eurocode 1. Actions on structures. General actions. Snow loads. EN 1991-1-3:2002.

21. Eurocode 1. Actions on structures. General actions. Wind actions. EN 1991-1-4:2002.

22. Eurocode 2. Design of concrete structures. General rules and rules for buildings.

EN 1992-1-1:2004.

23. Eurocode 3. Design of steel structures. General rules and rules for buildings. EN 1993-1-1:2005.

24. Eurocode 6. Design of masonry structures. General rules for reinforced and unreinforced masonry structures. EN 1996-1-1:2005.

25. Eurocode 7. Geotechnical design. General rules. EN 1997-1:2004.

26. Eurocode 8. Design of structures for earthquake resistance. General rules, seismic actions and rules for buildings. EN 1998-1: Нормы Украины 27. ДБН В.2.3-14:2006. Сооружения транспорта. Мосты и трубы. Нормы проектирования. К., 2006.

28. ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. К., 2006.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие ДБН В.1.1-12:2006. Строительство в сейсмических районах Украины. К., 2006.

ДБН В.2.2-24:2009. Проектирование высотных жилых и гражданских сооружений. К., 2009.

ДБН В.2.1-10:2009. Основания и фундаменты сооружений. К., 2009.

ДБН В.2.6-98:2009. Бетонные и железобетонные конструкции. К., 2011.

ДСТУ Б.В.2.6-156:2010. Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона. К., 34. ДСТУ 3760:2006. Прокат арматурный для железобетонных конструкций. К., 2007.

СНРА ІІ-2.02-94. Сейсмостойкое строительство. Ереван, 1995.

КМК 2.01.03-96*. Строительство в сейсмических районах. Ташкент, 2006.

СНТ 2.01.08-99*. Строительство в сейсмических районах. Ашгабат, 2000, ПН 01.0.1-09. Строительство в сейсмических районах. Тбилиси. 2009.

AzDTN 2.3-1-2010. Строительство в сейсмических районах. Баку.2010.

СНиП РК 2.03-30-2006. Строительство в сейсмических районах. Алматы, 2006.

МКС ЧТ 22-07-2007. Сейсмостойкое строительство. Душанбе, 2008.

СНиП КР 20-01:2004. Сейсмостойкое строительство. Бишкек. 2004.

Нормы других стран 43. NF P 06-013. Rgles de Constructions Parasismiques. Paris: AFNOR, 1995.

44. RPA 99 (2003). Rgles Parasismiques Algeriennes. D.T.R. –B.C.2.48. Centre National de Recherche Appliquee en Genie Civil. Alger. 2003.

45. UBC 1997. Uniform Building Code. Vol. 2: Structural Engineering Design Provisions. – Whittier, Ca:

International Conference of Building Officials, 2000.

46. IBC 2000. International Building Code. International Code Council, Inc., 2000.

47. IBC 2006. International Building Code. International Code Council, Inc., 2006.

48. ASCE/SEI 7-05. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers., 2006. – 419p.

ЛИТЕРАТУРА

ЛИТЕРАТУРА

А.С. Городецкий. Расчет конструкций на ЭЦВМ с учетом упруго - пластических деформаций.//Доклад на III Всесоюзной конференции по применению ЭЦВМ в строительной механике. (г. Ленинград, 1963г.). – Л.: Ленстройиздат, 1967.

А.С. Городецкий. Программа расчета пространственных шарнирно-стержневых систем в неупругой стадии. Сборник «Вычислительная и организационная техника в строительстве и проектировании».

№ II-I. –М. 1967.

А.С. Городецкий. Численная реализация метода конечных элементов. «Сопротивление материалов и расчет сооружений». Вып. ХХ. –К.: Будівельник. 1973.

А.С. Городецкий, В. Заворицкий, А. Рассказов, А. Лантух-Лященко. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений. –М.: Транспорт, 1983.

А.С. Городецкий, В. Здоренко. Типовая проектирующая система «ЛИРА» для автоматизированного проектирования строительных конструкций. Сборник «САПР в проектных организациях Госстроя УССР». –К.: Будівельник. 1984.

А.С. Городецкий. Компьютерные системы проектирования ЛИРА и МОНОМАХ.//Строительные материалы. № 6. 1999.

В.А. Смирнов, А.С. Городецкий. Строительная механика. Учебник для бакалавров..–М.:

Юрайт, 2012.

А.С. Городецкий. Организация интегрированных САПР строительных объектов. Вып. НИИАСС.

«Система автоматизированного проектирования объектов строительства». –К.:1987.

А.С. Городецкий. Возможные перспективы развития программного обеспечения САПР строительных объектов.//Новые технологии в строительстве. /(21)//. –К.:2011. с. 63-66.

10. А.С. Городецкий, М.С. Барабаш. Концепция интеграции систем автоматизированного проектирования с использованием технологии информационного моделирования.//Новые технологии в строительстве. /(21)//. –К.:2011. с. 67-70.

11. М.С. Барабаш. Комп’ютерні технології проектування металевих конструкцій: навч.

посіб./М.С. Барабаш, С.В. Козлов, Д.В. Медведенко. –К.:НАУ. 2012. –572 с.

12. М.С. Барабаш. Программные комплексы САПФИР и ЛИРА-САПР – основа отечественных BIMтехнологий: монография/ М.С. Барабаш, Д.В. Медведенко, О.И. Палиенко – 2-изд..–М.: Юрайт, – 366 с – Серия: Магистр.

13. М.С. Барабаш, М.Л. Мартынова, М.В. Лазнюк, Н.И. Пресняков. Современные технологии расчета и проектирования металлических и деревянных конструкций. Курсовое и дипломное проектирование.

Исследовательские задачи.: Учебное пособие для студентов высш. учеб. Заведений/Под ред.

А.А. Нилова. М.: АСВ, 2008. – 328 с.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Медведенко Д.В.

Водопьянов Р.Ю.

В среде программ, предназначенных для расчета строительных конструкций на прочность, слово «Лира» давно уже превратилось в нарицательное. Только ленивый ни разу не пытался посчитать что-нибудь «по лире», а вопрос «какая программа расчета конструкций лучше» – сделался скорее теологическим, чем практическим. «Лира», ставшая привычным инструментом нескольких поколений расчетчиков еще с незапамятных времен БЭСМ, по-прежнему ладно ложится в руку мастера, хотя каждый год обретает все новые струны и инкрустации. Как же она звучит сейчас?

Вкратце ответ на этот вопрос звучит так: программа ЛИРА-САПР версии 2012 предлагает пользователям новый режим работы пользовательского интерфейса «лента», удобный в пользовании нелинейный расчет «инженерная нелинейность», МКЭ-расчет с использованием всей доступной памяти на 64-битных компьютерах, расчет плит на продавливание, новый постпроцессор «САПФИР-ЖБК», дополнения в препроцессоре «САПФИР-КОНСТРУКЦИИ» и многое другое. Далее в этой статье мы коснемся каждого из важнейших усовершенствований ЛИРА-САПР 2012, но для начала в минимальном объеме обрисуем общие возможности ЛИРАСАПР.

Обзор возможностей программы ЛИРА-САПР В 2011 году программа «ЛИРА-САПР» включила в себя препроцессор построения аналитических моделей строительных конструкций «САПФИР-КОНСТРУКЦИИ» и реализовала цепочку архитектура – аналитическая модель – расчетная схема – вариантное конструирование элементов конструкций. С добавлением в 2012 году к этой цепочке нового звена «САПФИР-ЖБК»

– постпроцессора, предназначенного для получения рабочих чертежей железобетонных конструкций, программа ЛИРА-САПР по праву может назвать себя новым поколением программ семейства ЛИРЫ, в котором новые пре- и постпроцессоры, основанные на современных алгоритмических схемах, обусловливают быстрое наращивание функциональности и наукоемкости, а математические модули обеспечивают высокоскоростной и комфортный расчет задач любой сложности. Очень обобщенно работу пользователя с программой ЛИРА-САПР можно показать на схеме, представленной на рис. 1. Она перечисляет самые основные объекты, с которыми работает каждая из программ, и направления передачи данных между программами.

Большая Электронно-Счтная Машина, машины такого типа выпускались в СССР с 1952 по 1962 год Программный комплекс ЛИРА-САПР может строить расчетные схемы зданий и сооружений своими собственными средствами в интегрированной среде подготовки исходных данных, расчета и анализа результатов «ВИЗОР-САПР», либо импортировать их из других программ. Вычисление напряженно-деформированного состояния (НДС) ПК ЛИРА-САПР производит методом конечных элементов (МКЭ) с помощью быстродействующего расчетного процессора, обозначенного на рис.

1 символом «МКЭ-расчет». Возможности МКЭ-расчета в ПК ЛИРА-САПР позволяют производить разного рода статические и динамические расчеты, а также нелинейные расчеты, учитывающие изменения геометрии конструкции под нагрузкой и пластические свойства материалов, из которых изготовлена конструкция. По окончанию МКЭ-расчета ЛИРА-САПР позволяет подобрать арматуру в стержневых и пластинчатых конечных элементах, выполнить подбор или проверку поперечных сечений стальных стержневых конечных элементов и их соединительных узлов. Расчет армирования и металлоконструкций может выполняться как в интегрированной графической среде «ВИЗОР-САПР» для группы элементов, так и в «системах локального конструирования» (см. рис.

1) для каждого элемента в отдельности. Системы «БАЛКА», «КОЛОННА» и «ЛАРМ-САПР»

выполняют расчет железобетонных стержней и пластин, а «СТК-САПР» – стальных стержней и узлов их сопряжения. Результаты расчета могут быть далее переданы в чертежные системы, выполняющие создание эскизов рабочих чертежей. Для чертежей металлоконструкций это система «КМ-САПР», которая требует для своей работы наличие программы AutoCAD, а для чертежей железобетонных конструкций – это мини-программы «Чертеж колонны», «Чертеж балки», которые не показаны на рис.1 и система «САПФИР-ЖБК» для плит. МКЭ-расчет, расчет армирования и металлоконструкций, их конструирование и черчение выполняется по действующим нормам стран СНГ или Евросоюза. Интегрированная среда моделирования и анализа ВИЗОР-САПР вполне самодостаточна, чтобы строить любые конечно-элементные расчетные схемы. Но конечные элементы по своему определению является абстракцией, человеку гораздо ближе собирать модели зданий не из призрачных абстракций, а из материальных объектов: стен, перекрытий, колонн и т.п. Так, программа «КОМПОНОВКА» из состава программного комплекса «МОНОМАХ-САПР», ориентированная на моделирование монолитных многоэтажных зданий, и позволяет создавать расчетную схему из стен, колонн, плит и балок. При этом автоматически генерируется конечно-элементная расчетная схема, которая может быть переброшена в ВИЗОР-САПР. То же может делать и сравнительно новая система под названием «САПФИР-КОНСТРУЦИИ», о которой пойдет речь ниже.

Конструкции из синего камня САПФИР (от др.-греч. (sappheiros), синий камень, или от рус. система автоматизированного проектирования формообразования и расчета, выбирайте, от какого вам больше нравится) появился в лировской семье не так уж давно. Стратегически, предназначение САПФИР – предоставить универсальный интегрированный графический интерфейс для ПК ЛИРАСАПР, который с одной стороны будет унифицированным, то есть будет позволять пользователю и моделировать здание, и конструировать его в одинаковoй манере и используя одинаково ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие простые команды, а с другой стороны будет использовать мощности графического процессора для визуализации, возможности которого ЛИРА-САПР не использует. Фактически, со временем «Сапфир» сможет заменить и нынешнюю интегрированную среду синтеза, расчета и анализа расчетных схем «ВИЗОР-САПР», и инструменты конструирования, и черчения, позволив выполнять старые задачи на качественно новом уровне. И хотя сегодняшний САПФИР не дублирует функциональность всех моделирующих и чертежных систем ЛИРЫ-САПР, а наоборот, дополняет их, поверьте: САПФИР – это будущее. А что же в настоящем? Что конкретно предоставляет САПФИР на текущий момент?

Во-первых, САПФИР является далеко не последним в своем роде инструментом архитектора для моделирования зданий, имеющим встроенную расширяемую библиотеку трехмерных графических объектов и уникальную систему нормоконтроля планировки помещений.

Во-вторых, САПФИР может выполнять идеализацию архитектурных моделей зданий в расчетные схемы, предназначенные для прочностных расчетов несущих конструкций здания.

Подготовленные в САПФИР расчетные схемы вполне готовы к расчету. В-третьих, САПФИР является инструментом конструирования железобетонных плит перекрытий и покрытий. Наконец, в-четвертых, САПФИР является неплохим инструментом черчения, который автоматически генерирует планы и разрезы и позволяет проставлять на них размеры, выноски и прочие условные обозначения. Для реализации каждого из этих четырех пунктов в САПФИР имеется специальный режим под названием «Архитектура», «Конструирование», «Армирование» и «Черчение», соответственно. Кстати, все они доступны всем пользователям ЛИРЫ-САПР 2011 и совершенно бесплатно за исключением режима «Армирование», цена на который вынесена в прейскуранте отдельной строкой.

Среда трехмерного моделирования САПФИР, внутри которой функционирует система САПФИР-КОНСТРУЦИИ, работает с архитектурными элементами, такими как стена, перекрытие, окно, лестница. Из этих элементов извлекаются их идеализированные представления для конечно-элементного расчета. Так, идеализированным представлением перекрытия является пластина, а колонны – стержень. Такая идеализированная модель в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ называется аналитической. К аналитической модели в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ можно приложить нагрузки и связи, и дискретизировать ее сетками конечных элементов, а дальше передать эту модель, уже вполне готовую к расчету, в ЛИРУ-САПР. «Что же тут особенного?» – скажет умудренный пользователь – расчетную схему для ЛИРЫ-САПР я мог строить и без «Сапфира», используя «Мономах» или попросту готовя ее в «Автокаде». И будет прав! Конечно, готовить конечно-элементную схему можно и в «Мономахе», и в «Автокаде», и в Autodesk® Revit Structure, и в других программах, таких как ArchiCAD, и AllPlan. Но самые лучшие расчетные схемы, то есть такие расчетные схемы, которые надо дорабатывать меньше всего, получаются при подготовке их в «Мономахе» и «САПФИР-КОНСТРУКЦИИ». Например: ни в одной другой программе, кроме «Мономаха», нельзя задать для ЛИРЫ-САПР условия опирания плиты: жесткое, шарнирное, с эксцентриситетом. Если расчетная схема готовится не в «Мономахе», то опирания приходится задавать вручную, в самой ЛИРЕ-САПР. Еще пример: на всех архитектурных моделях, импортируемых в ЛИРУ-САПР, сетки конечных элементов генерируются в момент импорта, то есть «на лету», поэтому пользователь вынужден много времени тратить на то, чтобы довести их «до ума», тогда как в САПФИРЕ есть встроенные инструменты улучшения качества конечноэлементных сетей. И таких примеров можно привести множество.

Есть задачи, которые удобнее делать внутри самой ЛИРЫ-САПР, есть такие, которые удобнее делать в «Мономахе», но есть и задачи, которые удобнее делать в САПФИРКОНСТРУКЦИИ! Например, основным недостатком «Мономаха» является то, что элементы в нем можно размещать только вертикально или горизонтально, тогда как в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ элементы могут занимать произвольное положение в пространстве. Другое различие между программой КОМПОНОВКА и САПФИР-КОНСТРУКЦИИ состоит в том, что в «Компоновке»

конструктивные элементы составляют со своими конечно-элементными схемами единое целое и не могут занимать разное положение в пространстве, в то время как «Сапфире» архитектурные элементы (читай «опалубочные чертежи»), и их идеализированные модели (читай «конечные элементы») разделены между собой. Такое разделение дает гораздо больше свободы и возможностей и на этапе построения расчетной схемы, и на этапе конструирования и выполнения чертежей. Поясним это утверждение. Модель здания, созданная в «Мономахе», хотя и состоит из конструктивных элементов «стена», «плита», «колонна», «балка», по существу является конечноэлементной моделью, так как конструктивные элементы являются не чем иным, как набором конечных элементов. Случай, когда конечно-элементная модель не в точности повторяет опалубочные чертежи – а на практике такое не редкость – не вписывается в возможности конструирующих программ «Мономаха». Напротив, в «Сапфире» положение элементов архитектурной модели может полностью соответствовать опалубочным чертежам, а аналитическая модель может иметь свое собственное положение в пространстве. Тогда на этапе конструирования в системе «САПФИР-ЖБК»

можно использовать обе модели: архитектурную (опалубочную) – для раскладки арматуры и нанесения размеров и конечно-элементную, из которой извлекаются площади требуемой арматуры.

Наиболее удобной последовательностью работ по подготовке расчетной схемы здания в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ будет работа по схеме, представленной на рис. 2.

На первом этапе моделирования бывает очень удобно, когда перед составлением расчетной схемы у «Сапфира» есть «подложка» – плоский чертеж из *.dxf - файла «Автокада», трехмерная модель из *.ifc - файла «Ревита» или «Архикада» или хотя бы обычный рисунок *.jpg, *.png, *.bmp. Такую подложку легко «поднимать», то есть выстраивать на ней стены плиты, колонны, балки, рис. 3. Наличие подложки ни в коем случае на является Рис. 2. Подготовка расчетной схемы в обязательным, и можно начинать строить модель САПФИР-КОНСТРУКЦИИ здания в «Сапфире» с чистого листа. Но поскольку работа конструктора, как правило, начинается, когда архитектура здания уже определена, и ее использование весьма удобно при построении модели конструкций, первым звеном последовательности мы обозначим импорт такой плоской или трехмерной подложки.

Следующий шаг – создание модели здания из архитектурных элементов, которые для удобства можно разнести по разным этажам. Архитектурную модель можно создавать из следующих объектов: строительная ось, стена, плита перекрытия, колонна, балка, разнообразные лестницы и крыши, а также различные поверхности, образованные движением линии по образующей: пандус, свод, купол, цилиндр, конус седло и т.д. (см. рис. 3, 4). Колонна может иметь капитель разной формы, а плита – отверстия и вставки отличной от основной толщины.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Рис. 3. Создание элементов архитектурной модели возможно как на планах, так и в трехмерном Рис. 4. Создание кинематических поверхностей в САПФИР После построения архитектурной модели необходимо извлечь из ее элементов их идеализированные представления, то есть построить аналитическую модель здания. Для этого достаточно перейти в режим «Конструирование». В аналитической модели несущие элементы, наподобие перекрытий и колонн, становятся пластинами и стержнями, ненесущие элементы, наподобие перегородок, и жилые пространства – нагрузками, а прочие элементы могут вообще быть проигнорированы по желанию пользователя. После этого необходимо убедиться в правильности построения аналитической модели и, возможно, внести необходимые исправления в форму или положение аналитических элементов, найти их пересечения, чтобы конечноэлементные модели несущих элементов здания имели общие узлы, набросить на аналитическую модель конечно-элементные сетки и – наконец – сохранить аналитическую модель с готовыми сетками для ЛИРЫ-САПР. Дополнительно на аналитическую модель можно в любой момент задать нагрузки и связи. Для всего этого режим «Конструкции» в «Сапфире» предоставляет специализированные инструменты. Чтобы читатель мог в полной мере представить возможности режима «Конструкции», перечислим его основные инструменты с минимально возможными комментариями.

Инструмент «дотягивание» призван убрать из конечно-элементной модели узкие перешейки, шпили и прочую и излишнюю детализацию, которая может повредить конечно-элементной модели. Дотягивание убирает щели и консоли между непараллельными элементами. Работает команда дотягивания, продолжая пластины до непараллельных им элементов или обрезая их. Так, на рис. 5 команда дотягивания удалила консольный край плиты, расширила дверной проем до угла, заменила ряд мелких отверстий одним большим. Дотягивание не является обязательной операцией и может быть пропущено, если в нем нет необходимости.

Рис. 5. Архитектурная модель аналитическая модель дотягивание пересечение и Инструмент «выравнивание» позволяет сделать выбранные элементы вертикальными, горизонтальными, расположить все выбранные элементы в одной усредненной плоскости или «выровнять по образцу» спроецировать одни элементы на плоскость других.

Инструмент «пересечение» создает общие узлы у пересекающихся элементов конечноэлементной модели.

Инструменты создания конечно-элементных сетей позволяют получить сети конечных элементов, состоящие пластинчатых из четырехугольных, треугольных конечных элементов и стержней. Пользователь может управлять созданием МКЭ-сетей, выбирая метод их генерации, шаг триангуляции и создавая дополнительные точки и отрезки, в которых в обязательном порядке должны образоваться соответственно узлы и ребра МКЭ-сети во время ее создания.

Инструменты создания нагрузок позволяют создавать нагрузки независимо от положения МКЭ-сеток и вообще элементов. Элементы, к которым приложены нагрузки, автоматически отыскиваются только в момент записи расчетной схемы для ЛИРЫ-САПР, так что редактировать нагрузки в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ можно свободно и независимо от положения всех других объектов. Можно создавать следующие виды нагрузок:

сосредоточенная нагрузка; трапециевидная нагрузка по произвольной полилинии;

равномерно-распределенная нагрузка внутри произвольного контура; сосредоточенный момент; трапециевидный момент по прямолинейному отрезку. Кроме того, нагрузки могут автоматически создаваться во время генерации аналитической модели из архитектурной.

Так, в этот момент генерируется нагрузка от перегородок и жилых помещений, если они были заданы в архитектурной модели. Все создаваемые нагрузки могут иметь произвольное направление в пространстве и могут быть разнесены по разным Инструмент наложения связей и коэффициентов постели упругого основания. Связи можно наложить на конец стержня, нижний или верхний край пластины, на весь стержень, всю пластину, в произвольной точке в стержня или пластины или по произвольному отрезку, лежащему на пластине. Линейные связи накладываются вдоль направлений осей X, Y, Z глобальной системы координат, а угловые связи – вокруг этих осей.

Коэффициенты постели упругого основания C1, C2 накладываются на пластины и ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Инструмент диагностики целостности аналитической модели, который позволяет выявлять, например, коллизии – когда два объекта занимают один объем в пространстве – или «бесхозные» нагрузки – нагрузки, для которых невозможно определить, к какой пластине или стержню аналитической модели они приложены.

Инструмент, или если угодно, кнопка записи аналитической модели для ее передачи в ПК ЛИРА-САПР 2012. Во время записи происходит автоматическое согласование осей Справедливости ради необходимо заметить, что кроме вышеописанного способа построения расчетной схемы, САПФИР-КОНСТРУКЦИИ предлагает также и другой, так сказать, побочный сценарий работы, а именно, построение расчетной схемы здания методом последовательных преобразований, или приближений. При этом архитектурные элементы, полученные из других архитектурных программ, таких как, например, «Архикад», не «подымаются», а преобразуются к черновой расчетной схеме с помощью инструментов распознавания формы объектов, а затем, удаляя лишнее, дотягивая и выравнивая, доводятся до проектного положения. Распознавание формы объектов позволяет из произвольных линий, тел или поверхностей получать элементы аналитической модели: стержни и пластины.

На этом обзор основных возможностей системы САПФИР-КОНСТРУКЦИИ можно было бы считать законченным, но он не будет полным, если не упомянуть о ряде уникальных «остро заточенных» инструментов, которые делают создание расчетной схемы в САПФИРКОНСТРУКЦИИ особенно приятным. Это встроенное в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ автоматическое создание ветровых нагрузок, моделирование последовательности возведения «МОНТАЖ» и создание абсолютно жестких тел.

Рис. 6. Автоматическая генерация ветровой нагрузки в САПФИР-КОНСТРУЦКЦИИ а) проецирование силуэта здания на плоскость, перпендикулярную направлению ветра;

в) приложение собранной ветровой нагрузки к перекрытиям Генерация ветровой нагрузки. САПФИР-КОНСТРУКЦИИ может генерировать ветровую нагрузку в уровне перекрытий для прямоугольных зданий. Ветровая нагрузка автоматически генерируется согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» в зависимости от направления воздействия, ветрового района, типа местности и аэродинамического коэффициента. Силуэт здания проецируется на плоскость, перпендикулярную направлению ветра. Далее, для каждого междуэтажного перекрытия определяется грузовая площадь в зависимости от высоты этажа.

Грузовые площади показаны заштрихованными областями на рис. 6 (б). И наконец, с грузовой площади на каждое перекрытие собирается ветровая нагрузка w=w0·k·c, где w0 – нормативное значение ветрового давления, k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, c – аэродинамический коэффициент. По умолчанию аэродинамический коэффициент принимается как сумма аэродинамических коэффициентов с наветренной стороны и подветренной стороны: c=0,8+0,6=1,4. Сгенерированные ветровые нагрузки прикладываются к аналитической модели, рис. 6 (в). Может быть задано сколько угодно ветровых нагрузок на здание.

Рис. 7, Моделирование последовательности возведения здания в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ «МОНТАЖ» в САПФИРЕ. Те пользователи, которым надо было задавать последовательность возведения конструкции непосредственно в ПК ЛИРА-САПР, помнят, насколько сложным для понимания был способ ее задания. САПФИР-КОНСТРУКЦИИ реализовал новый подход к заданию последовательности возведения конструкции используя новое понятие:

монтажное событие. Монтажное событие – это возведение, т.е. монтаж, или, наоборот, демонтаж некоторой части здания. Событием может быть как монтаж или демонтаж несущих конструкций, так и приложение или снятие нагрузки. Одно или несколько монтажных событий, следующих одно за другим, образуют стадию монтажа, которая передается в ПК ЛИРА-САПР. Все события и стадии отображаются на временной шкале, изображенной на рис. 7 символом «последовательность возведения». События можно генерировать как автоматически, например, включив в одно событие все элементы одного этажа, или вручную, добавляя и исключая в активное событие выделенные элементы. Процесс возведения конструкции можно раздробить на достаточное количество монтажных событий, чтобы потом, объединяя их в стадии, получить в результате расчетную схему с оптимальным числом стадий монтажа. Подсистема «МОНТАЖ» в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ предоставляет удобные и наглядные интерактивные инструменты для задания монтажных стадий, контроль объектов монтажных стадий, анимацию монтажа, автоматический сбор нагрузок от собственного веса элементов конструкции на каждой стадии монтажа и, наконец, автоматическое формирование монтажных таблиц в терминах ЛИРА-САПР, а в их числе – стадийных и дополнительных монтажных загружений.

Создание абсолютно жестких тел (АЖТ). Следующая возможность, которая появилась в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ – это создание абсолютно жестких тел в местах пересечения элементов.

Предназначение АЖТ – в некоторой степени компенсировать погрешности, вносимые упрощающими допущениями, принятыми при построения расчетных схем. Так, плиту или стену принято заменять для расчета на двумерную пластину, а колонну или балку – на одномерный стержень. АЖТ же в ряде случаев уменьшает перемещения, устраняет концентрации напряжений и т. д., т.е. делает модель более адекватной своему реальному трехмерному прообразу. Один из способов использования АЖТ – это исключение из расчета пиковых усилий, возникающих в точках опирания, в первую очередь пластин и балок, как показано на рис. 8.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Рис. 8. Уменьшение пиковых усилий на плиту или балку при учете тела опор Если до появления САПФИР-КОНСТРУКЦИИ 2012 формирование АЖТ в местах опирания плит можно было делать либо вручную в ЛИРЕ-САПР, либо – автоматически, в программе КОМПОНОВКА, но лишь для схем, состоящих только из вертикальных и горизонтальных элементов. САПФИР-КОНСТРУКЦИИ позволяет автоматически генерировать АЖТ на произвольно ориентированных элементах. Для того, чтобы сформировать АЖТ, достаточно установить стержню или пластине аналитической модели САПФИР-КОНСТРУКЦИИ флажок «АЖТ в перпендикулярных элементах» и выполнить команду «Найти пересечения». После передачи расчетной схемы в ПК ЛИРА-САПР в местах пересечений образуются АЖТ, рис. 9. Кстати, на этом рисунке АЖТ сформированы как от стены на плите, так и от плиты, на стене.

Рис. 9. Формирование абсолютно жестких тел в САПФИР-КОНСТРУКЦИИ Расчетные схемы, полученные из программ САПФИР-КОНСТРУКЦИИ, КОМПОНОВКА и, тем более из других программ, в ряде случаев нуждаются в доработке: организация нелинейного расчета, задания нетривиальных условий опирания, задание специальных элементов трения, проскальзывания, предварительного напряжения и мн. др. Все эти дополнительные условия накладываются в системе ВИЗОР-САПР – интегрированной графической среде построения, расчета и анализа результатов расчета строительных конструкций методом конечных элементов, описание которой начинается прямо в следующей строке.

О вкусностях, меню, лентах, революциях и новых расчетах Итак, открываем систему ВИЗОР-САПР. Пользователю, который за долгое время работы уже привык к виду предыдущих версий, программа на первый взгляд покажется несколько незнакомой. Но, присмотревшись, он сразу найдет все знакомые кнопки – они просто стали чуть более пастельными, растворив прежнюю «угловатость» пользовательского интерфейса. Новый вид кнопок у ЛИРЫ-САПР появился не просто так. Во-первых, если размер кнопок 22 на 22 точки кажется вам слишком мелким, то кнопки теперь можно увеличить вдвое и увидеть наконец что же на самом деле было изображено на них все эти годы, а во-вторых, и кнопки панелей инструментов, и меню, и – внимание – быстрые сочетания клавиш – теперь являются настраиваемыми. Можно создавать свои собственные панели инструментов и быстрые сочетания кнопок, чтобы ускорить свою работу в программе. Кроме того, в ЛИРА-САПР 2012 можно переключиться в новый режим пользовательского интерфейса – «лента», рис. 10.

Рис.10. Вид пользовательского интерфейса в ЛИРА-САПР 2012 в режиме «лента»

Ленточный интерфейс группирует инструменты, то бишь, кнопки, по задачам, стоящим перед пользователем. На отдельных вкладках сгруппированы инструменты для построения расчетной схемы, отдельно – для расчета, отдельно – для анализа результатов, отдельно – для конструирования, то есть подбора арматуры и стального расчета. При выделении на схеме узлов и элементов появляются так называемые контекстные вкладки, в которых перечисляются задачи, которые можно выполнить с выделенными узлами и элементами. Наиболее часто используемые кнопки – крупные и с подписями, а те, что используются реже – поменьше. Это, кстати, тоже экономит время, так как на поиск глазами и щелчок мышью по крупной кнопке требуется меньше миллисекунд, чем на то же действие с кнопкой 22х22 или даже 44х44, ведь на панели инструментов все кнопки одного размера и следуют одна за другой непрерывно. Не бойтесь переходить в режим «лента» в ЛИРЕ-САПР. В отличие от Microsoft Office, в ленте которого можно потеряться всерьез и надолго, ЛИРА-САПР позволяет в любой момент вернуться к классическому виду. Для этого достаточно просто снять галочку у пункта «Лента» в меню «Стиль» (см. рис. 10).

Если вы все же решили опробовать ленту, но вдруг не можете найти в ней нужную кнопку, то кроме ленты можно дополнительно включить и меню, и панели инструментов. Отличительной особенностью ленты является переключение текущего загружения в строке статуса. А можно ли настраивать ленту? Лента в ЛИРЕ-САПР не является в полном смысле настраиваемой, как скажем, в Автокаде последних версий, но не забудьте, что любую кнопку ленты можно вынести в панель быстрого доступа, которая находится в заголовке окна, а продвинутые пользователи могут даже сами перегруппировывать кнопки в ленте, отредактировав текстовый файл определенного формата.

Теперь немного о «вкусностях», предназначенных для улучшения изображения расчетной схемы на экране. Появились новые проекции расчетной схемы. Кроме видов «спереди», «сверху»

и «слева» появились виды «снизу», «справа», и «сзади». Кроме старой аксонометрической ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие проекции расчетной схемы, которая в своем начальном положении по виду напоминала диметрию, а после поворота вообще была трудна для восприятия, появилась новая, которая напоминает изометрию и не искажает восприятие во время поворотов, см. рис. 10. Улучшен также и сам алгоритм рисования расчетной схемы: она рисуется и быстрее, и четче; большие схемы нормально воспринимаются даже без включения освещенности. Наконец, в новой версии ЛИРЫСАПР переключение между режимами «создание и редактирование», «анализ результатов» и «конструирование» происходит с сохранением текущего вида схемы, тогда как в предыдущих версиях после перехода между режимами приходилось заново фрагментировать, поворачивать и выделять элементы на схеме. Но, пожалуй, достаточно о внешности – пора переходить к содержимому.

Революционные изменения претерпел не только внешний вид программы, но и ее содержимое. Подбор арматуры и расчет сечений стальных элементов и узлов были перенесены из отдельных программ АРМ-САПР и СТК-САПР в единую среду ВИЗОР-САПР. Появилась возможность полного пересчета одним нажатием мыши. Математические модули ЛИРА-САПР 2012 были дополнены новыми функциями и усовершенствованиями. Новые функции: появился новый метод расчета конструкций с учетом физической нелинейности под названием «инженерная нелинейность»; расчет поперечной арматуры в плитах на продавливание; расчет стержня переменного по длине поперечного сечения; расчет пластин по теории Вуда. Усовершенствованы:

конечные элементы оболочки и плиты, работа в 64-битных операционных системах, вычисление расчетных сочетаний пластин и стержней, внешний вид окна расчета, и многое другое. Но обо всем по порядку.

Варианты конструирования. Как только что было сказано, конструирование было перенесено из отдельных программ в единую среду ВИЗОР-САПР. Под конструированием в данном случае понимается подбор арматуры железобетонных элементов расчетной схемы и проверка/подбор поперечных сечений и узлов стальных элементов. Это привело к возникновению нового понятия в ЛИРЕ-САПР: варианта конструирования. Вариант конструирования включает в себя как исходные данные, необходимые выполнения конструирования, так и и его результаты:

подобранную арматуру и результаты проверки/подбора сечений стальных элементов. В одной расчетной схеме может быть один или более вариант конструирования. Варианты конструирования в ЛИРЕ-САПР возникли оттого, что на один статический/динамический расчет могли приходится несколько расчетов арматуры или стальных расчетов. В самом деле, в ЛИРЕСАПР всегда на один *.lir-файл со статическим/динамическим расчетом схемы можно было создать два, а то и больше *.arm файла с расчетом арматуры этой же схемы, в одном, например, подобрав вариант арматуры по СНиП, а во втором – вариант по СП. Эти варианты подбора арматуры в ЛИРЕ-САПР получили названия «варианты конструирования». В вариант конструирования входят примерно те же данные, которые задавались для железобетонного и стального расчета в АРМ-САПР и СТК-САПР:

нормы железобетонного расчета;

нормы стального расчета;

по каким видам усилий следует выполнять конструирование: по РСУ, по РСН, по усилиям материалы элементов: сталь, бетон, арматура;

данные, необходимые для подбора арматуры и стального расчета: расчетные длины, защитные слои, ширина раскрытия трещин, предельные гибкости и прогибы и пр.;

конструктивные элементы – цепочки из соосных смежных стержней с одинаковыми жесткостями и материалом;

унификация РСУ элементов, в том числе пластин;

унификация РСУ конструктивных элементов;

условные закрепления, предназначенные для расчета прогибов стальных балок.

Рис. 11. Данные вариантов конструирования и окно жесткостей и материалов Изображенные на рис. 11 диалоговые окна, предназначенные для создания, редактирования и копирования данных из одного варианта конструирования в другой, может служить хорошим напоминанием о том, какие именно данные входят в вариант конструирования. Остальная часть данных, содержащаяся в задаче – нагрузки, поперечные сечения элементов и др. – является общей для всех вариантов конструирования и не может меняться от варианта к варианту конструирования в пределах одной задачи. Для подбора арматуры элементам необходимо назначить тип, бетон и арматуру, а для стального расчета материал и дополнительные характеристики. Задание этих данных выполняется аналогично назначению элементам поперечных сечений. Даже больше того, назначение жесткостей и назначение материалов конструирования теперь сосредоточено в одном диалоговом окне под названием «Жестокости и материалы» и назначить элементу расчетной схемы и поперечное сечение, и материал можно одним щелчком мыши (см. рис.11).

Благодаря тому, что унификация теперь задается в данных вариантов конструирования, теперь можно сравнить между собой несколько вариантов унификации, в том числе пластин, и определить самый оптимальный из них, а также сравнить подобранную арматуру или стальные сечения с вариантом без унификации.

Если расчетная схема содержит суперэлементы, то конструирование всех экземпляров суперэлементов вместе с основной схемой. Для этого необходимо в каждом суперэлементе задать данные для расчета, то есть варианты конструирования. Один и тот же суперэлемент может входить в несколько различных расчетных схем, поэтому варианты конструирования в суперэлементе задаются задаются независимо от расчетных схем, в которые он будет входить. С другой стороны, после установки суперэлемента в каждую основную схему необходимо указать, какой вариант конструирования суперэлемента соответствует каждому варианту конструирования основной схемы. То есть, точно так же, как отдельное загружение суперэлемента входит в основную схему как супернагрузка, суперэлемент входит в каждый вариант конструирования основной схемы со своим супервариантом конструирования. Нормы расчета суперварианта должны соответствовать нормам расчета основной схемы, например: если основная схема рассчитывается по нормам СНиП 2.03.01-84*, то у суперэлемента должен быть выбран супервариант, в котором исходные данные заданы тоже по СНиП 2.03.01-84*.

На рис. 12 показано, как выбрать вариант конструирования суперэлемента для соответствующего варианта конструирования основной схемы.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР 2013. Учебное пособие Полный расчет. Благодаря тому, что исходные данные для подбора арматуры и проверки/подбора стальных сечений, то есть данные вариантов конструирования, можно задавать точно также, как исходные данные для статического/динамического расчета, стало возможным выполнить сквозной расчет, то есть статический/динамический расчет, а за ним расчеты, которые в предыдущих версиях ЛИРЫ-САПР после статического перерасчета приходилось всегда запускать вручную, в том числе и расчет армирования и стали. Сейчас нажатие кнопки «Выполнить расчет» автоматически запускает полный расчет в следующей последовательности:

статический и динамический расчет расчет РСУ вычисление реакций на фрагмент расчет РСН устойчивость по усилиям или РСН вычисление главных и эквивалентных напряжений вычисление унифицированных усилий по каждому варианту конструирования железобетонный расчет и стальной расчет по каждому варианту. Запуск же команды «Расчет с контролем параметров» позволяет пользователю отключить те из расчетов в цепочке полного расчета, которые нет смысла выполнять или повторять в данный момент, рис. 13.

Рис. 13. Запуск полного расчета и расчета с контролем параметров «МКЭ-расчет» – новый процессор ПК ЛИРА-САПР. В ПК ЛИРА-САПР, начиная с версии 2012 включен новый процессор, т.е. математический модуль МКЭ-расчета. Хотя в нем использованы основные идеи и концепции, разработанные еще в 60-х годах и реализованные во всех программах- предшественниках ЛИРЫ-САПР [1, 2, 3], в этом случае были реализованы новые компактные алгоритмические схемы, которые сделали процессор более гибким, открытым и готовым для быстрого наращивания функциональности и наукоемкости. Некоторые новые его возможности – инженерная нелинейность, новые возможности конечных элементов, новая реализация режима суперэлементов и другие мы описаны ниже.

Новый метод расчета «инженерная нелинейность». Его смысл – позволить пользователю задавать исходные данные и анализировать результаты как для линейного расчета, но при этом выполнять расчет с учетом физически-нелинейных свойств материала. То есть из времени, которое тратится на нелинейный расчет, исключаются и продолжительный этап определения и задания нелинейных свойств материала, и трудности, связанные с последующим анализом результатов. Вспомним, что после физически нелинейного расчета в ЛИРЕ-САПР были недоступны многие удобные инструменты, например, комбинирования расчетных сочетаний нагрузок «РСН» и расчетных сочетаний усилий «РСУ». Напротив, после выполнения расчета по «инженерной нелинейности» такими инструментами можно свободно пользоваться. Этот инструмент является тем более интересным для пользователей ПК ЛИРА-САПР 2012, поскольку он доступен бесплатно во всех конфигурациях покупки, в том числе «стандарт», тогда как физически и геометрически нелинейные расчеты доступны только в наиболее дорогостоящей конфигурации «PRO».

Попробуем пояснить принципы, заложенные в «инженерную нелинейность». Вначале задаются исходные данные как для обычного расчета. Затем задается «определяющее»

нагружение, которое, по мнению пользователя, в основном определит напряженнодеформированные состояния элементов конструкции – развитие трещин, пластические деформации бетона и арматуры. «Определяющее» нагружение задается как набор загружений, каждое со своим коэффициентом. На назначенное определяющее загружение выполняется расчет в нелинейной постановке с подбором на каждой итерации арматуры железобетонных элементов.

Расчет выполняется, применяя итерационный метод секущих (метод Биргера). В результате расчета определяются жесткостные характеристики элементов, соответствующие секущим модулям деформации на последней итерации нелинейного расчета. Жесткостные характеристики стержневых элементов определяются как для стержней переменной жесткости, а для пластинчатых элементов – как для ортотропных пластин. На основе полученных новых жесткостных характеристик выполняется линейный расчет на все заданные нагружения (в том числе и динамические), определяются РСУ, РСН, подбирается проектная арматура и выполняется конструирование в конструирующих системах ЛИРЫ-САПР. Такая организация нелинейного расчета не требует трудоемкого этапа задания арматуры, так как арматура подбирается автоматически во время расчета, и дает достаточно адекватные результаты. Так, многочисленные исследования, проведенные на стадии тестовой эксплуатации, показывают, что перемещения от эксплуатационных нагрузок в 2,5...3,5 раза превышают перемещения, полученные на основе линейно-упругого расчета, и в ряде случаев наблюдается некоторое перераспределение усилий.

Инженерная нелинейность ни в коем случае не может заменить расчет с учетом физической нелинейности на основе шаговых методов, которые с точки зрения математики являются строго обоснованными. Используя «шаговую нелинейность», можно провести компьютерное моделирование прогресса нагружения – проследить развитие трещин, нарастания перемещений вплоть до разрушения элементов конструкции. Но и у «шаговой нелинейности» есть свои ограничения, в частности, ее исследовательский характер, так как расчет конструкции производится только на одно нагружение. «Инженерная нелинейность» не умаляет и не перечеркивает шаговую нелинейность, которая в ЛИРЕ-САПР была, есть и будет, но открывает еще одну возможность, ранее недоступную. Появление режима «инженерная нелинейность»

позволяет интегрально оценить влияние изменения жесткостей на перераспределение усилий и увеличение перемещений для эксплуатационных нагрузок в рядовых практических расчетах.