Виды нагрузок на элемент

В местной системе координат	5 – местная сосредоточенная
6 – местная равномерно распределенная
8, 18, 38 – местная температурная
В общей системе координат	15, 35 - местная сосредоточенная
16 - местная равномерно распределенная

0 – узловая нагрузка, ориентированная относительно общей системы координат;

2 – узловая нагрузка относительно заданной специальной системы координат;

11 – местная нагрузка на нуль-элемент, моделирующая заданное перемещение.

60 – заданное смещение узла (для «ЛИРА-Windows»).

Местная нагрузка расположена в пределах элемента, место её приложения определяется порядковым (по документу 1) номером элемента, а также величинами привязок.

В третьей графе задаётся направление нагрузки:

1 - вдоль оси Х (если нагрузка местная, то Х₁);

2 - то же, Y или Y₁;

3 - то же, Z или Z₁;

4 - вокруг оси Х или Х₁, если нагрузка представляет собой момент;

5 - то же для оси Y или Y₁;

6 - то же для оси Z или Z₁.

Таким образом, сочетание цифр второй и третьей графы характеризует тип нагрузки. Воз­можность задания того или иного типа нагрузки на различные КЭ описана в главе 3.

В четвёртой графе указывается номер строки документа 7, в которой заданы численные значения величин нагрузки, её привязки и др.

В пятой графе проставляется номер загружения, которому принадлежит данная нагрузка.

Пример:

Номер узла или элемента	Вид нагрузки	Направление нагрузки	Номер строки документа 7	Номер загружения
				2/
			9/
				3/

В этом примере: в узел 3 приложена сосредоточенная сила по направлению третьей степени свободы (вдоль оси Z), её величина указана в строке 6 документа 7. Нагрузка относится ко второму загружению. На элемент 56 действует распределённая нагрузка в виде момента относительно оси Y₁, ее величина указана в строке 9 документа 7. Нагрузка относится также ко второму загружению (по умолчанию номер загружения принят по предыдущей строке). На элемент 23 действует температурный нагрев вдоль оси Х₁, величина температуры задана в строке 14 документа 7. Нагрузка относится к третьему загружению.

2.10. Документ 7 "Величины нагрузок"

Каждая строка этого документа состоит из 5 граф. В первой графе указывается номер типа нагрузки, соответствующий числу в графе 4 документа 6. Если количество величин, харак­теризующих данный тип, больше 4, то их записывают в следующей строке, проставив ноль в первой её графе.

Величины, задаваемые в этом документе и характеризующие тип нагрузки, представляют собой величины сил, их привязки к началу элемента, температурный перепад и др.

Узловая сосредоточенная сила или момент, равномерно распределенная нагрузка опи­сываются одним числом - их величиной.

Местная сосредоточенная нагрузка описывается величиной и привязкой к первому узлу.

Положительные нагрузки действуют против соответствующих осей и по часовой стрелке, если смотреть с конца соответствующих осей. Заданное смещение считается положительным, если направлено вдоль оси или против часовой стрелки.

Здесь в строке 15 описана местная сосредоточенная сила величиной 7.2 т с привязкой к первому узлу 3.35 м; В строке 11 описаны величины для расчёта на импульсивное воздействие. Особенности заполнения документа 7 при наличии динамических воздействий описаны в п. 2.12.7.

2.10.1. Задание узловых нагрузок в специальных системах координат

Каждый узел, описанный в специальной системе координат, имеет свою местную - декартову систему координат, в которой может задаваться узловая нагрузка. При этом направление осей местной системы координат образуется по следующему правилу:

¨ в цилиндрической системе координат (см. рис. 2.1а, 2.2) оси направлены:

§ X₂ - параллельно радиусу от центра;

§ Y₂ - перпендикулярно X₂ против часовой стрелки, если смотреть с конца оси Z;

§ Z₂ - совпадает с направлением оси Z;

¨ в сферической системе координат (см. рис. 2.1б, 2.3а):

§ X₂ - по радиусу от центра;

§ Y₂ - по меридиану против часовой стрелки, если смотреть с конца оси Z;

§ Z₂ - по меридиану (составляет с X₂ и Y₂ правую тройку).

Для задания узловой нагрузки в любой из специальных сметем координат необходимо в графе 2 документа 6 записать цифру 2. В графе 3 документа 6 задаётся номер направле­ния нагрузки: 1, 2, 3 - соответственно вдоль осей X₂, Y₂, Z₂; 4, 5, 6 – моменты относительно тех же осей.

Пример:

(6/ … /31 2 1 7 3/38 2 5 12 3/24 2 3 3 3/ … /),

здесь на узел 31 действует сила вдоль оси Х₂, на узел 38 - момент вокруг оси Y₂, на узел 24 сила вдоль оси Z₂.

2.11. Документ 8 "Расчётные сочетания усилий" (РСУ)

Информация для выбора РСУ задается в строках 8, 15, 16 заглавного документа и в настоя­щем документе.

При определении наиболее опасных РСУ учитываются требования нормативных докумен­тов и логическая зависимость между загружениями.

В этом документе каждому загружению соответствует одна строка. В первой графе указы­вается признак загружения:

0 - постоянное;

1 - временное длительно действующее;

2 - кратковременное;

3 - крановое;

4 - тормозное;

5 - сейсмическое;

6 - особое (кроме сейсмического);

7 - кратковременное, длительность действия которого мала;

9 - статическое ветровое при учёте пульсации ветра.

В графе 2 даётся информация об объединении временных загружений (признаки 1, 2, 7). Если группа временных загружений помечена во второй графе одинаковой цифрой, то она может быть включена в первое основное сочетание в любой комбинации сумм этих загружений. Для прочих загружений в этой графе проставляется ноль. Количество групп объединения – от 1 до 9.

В графе 3 единицей отмечаются знакопеременные загружения.

Графа 4 служит для описания взаимоисключающих загружений. Каждой группе таких загружений присваивается номер от 1 до 9, которым отмечаются все загружения данной группы.

Графа 5 всегда зануляется.

В графах 6 и 7 указываются номера сопутствующих загружений, т.е. таких, действие кото­рых обусловлено наличием данного загружения. В частности, если некоторая строка документа 8 описывает крановое загружение, то в графах 6 и 7 могут быть указаны номера тормозных загружений, и в этом случае они попадают в РСУ только совместно с крановыми.

Если графы 2-7 не заполнены, то они автоматически зануляются.

В графе 8 указываются коэффициенты надежности по нагрузке. С помощью графы 8 выпол­няется переход от расчётных нагрузок к нормативным. Если эти коэффициенты КН не заданы, то по умолчанию они формируются следующим образом:

¨ для постоянного загружения KН=1.1;

¨ для временного загружения КН=1.2;

¨ для особых воздействий КН=1.0;

¨ для кратковременных с малой длительностью KH=1.4.

В графе 9 указывается, какая часть нагрузки в долях от единицы в данном загружении является длительно действующей. Если эта графа не заполнена, то она формируется следующим образом:

· для постоянно и длительно действующих загружений =1;

· для кратковременных загружений =0.35;

· для крановых =0.6;

· для прочих =0;

Графы с 10 по 15 предназначены для записи коэффициентов, с которыми усилия от каждого загружения входят в РСУ. Графа 10 предназначена для формирования 1-го основного сочетания нагрузок, в котором учитываются усилия от всех постоянных, длительно действующих и только от одного наиболее опасного временного загружения или (при наличии номера в графе 2) от группы объединенных временных загружений. В графу 11 заносятся коэффициенты для форми­рования РСУ по 2-му основному сочетанию нагрузок, а графу 12 - по особому сочетанию.

Если графы 10, 11, 12 не заполнены, то в них коэффициенты формируются (по умолчанию) следующим образом:

§ графа 10 (первое основное сочетание): для всех видов загружений, кроме особых, =1 (для особых =0);

§ графа 11 (второе основное сочетание): для постоянных =1, длительно действующих =0.95; для кратковременных, крановых и тормозных =0.9; для особых =0;

§ графа 12 (особое сочетание): для постоянных =0.9; для длительно действующих =0.8; для кратковременных =0.5; для крановых и тормозных =0; для сейсмических =1; для прочих динамических =0.

В практике возможны случаи, когда для разных элементов схемы требуется применить разные коэффициенты сочетаний в одном и том же загружении. Такие элементы объединяются в группы. Групп может быть 2. Один и тот же элемент может входить в обе группы. Для этих групп в документе 8 формируют дополнительные столбцы (с 13-го по 15-й) коэффициентов РСУ и заполняют строку 15 заглавного документа, где указываются номера групп РСУ и номера элемен­тов, входящих в эти группы.

Пример:

Номер загружения	Вид загружения	Объединение временных	Знакопеременные	Взаимо-исключающие	Сопутствующие	Коэффициент надёжеости	Доля длительности	Коэффициенты расчётных сочетаний
1 – основное	2 – основное	особое	1 – основное	2 – основное	особое
	(8/
								1.1				1/
								1.3			0.9	1/
								1.4	0.5		0.9	0.8/
								1.4	0.5		0.9	0.8/
								1.2			0.9	0.8/
								1.2			0.9	0.8/
								1.2	0.5		0.9	0.8/
								1.2	0.5		0.9	0.8/
								1.2			0.9	0.8/
								1.2			0.9	0.8/
												1/
											0.9	0.3/)

Здесь заполнен документ 8 для 12 загружений:

· загружения 3-6 в первое основное сочетание могут войти в любой (невыгодной) комбина­ции;

· загружения 5 и 6, 7 и 8 - попарно взаимоисключающие;

· загружения 9-12 знакопеременные;

· загружения 9, 10 (тормозные) являются сопутcтвующими для загружений 7 и 8;

· в графе 8 записаны коэффициенты надежности по нагрузке;

· в графе 9 записаны коэффициенты, определяющие долю длительности в каждом загруже­нии;

· в графах 10, 11, 12 - коэффициенты для первого основного, второго основного и особого сочетаний.

В следующем примере использован принцип умолчания. В такой записи документа 8 подразумевается отсутствие объединения временных загружений, отсутствие знакопеременных, взаимоисклю­чающих и сопутствующих загружений. Так для строки 5 имеем крат­ковременное загружение с коэффициентами KН=1.2 в графе 8, =0.5 в графе 9, =1 в графе 10, =0.9 в графе 11 и =0.5 в графе 12.

При использовании принципа умолчания все строки документа 8 необходимо обрывать на одной графе (как в примере – на первой графе).

Для элементов, в которых подбираются РСУ, в документе 3 обязательно должны быть заданы либо размеры ядер сечений либо идентификаторы Si с характеристиками.

Пример:

Номер загружения	Вид загружения	Объединение временных	Знакопеременные	Взаимо-исключающие	Сопутствующие	Коэффициент надёжеости	Доля длительности	Коэффициенты расчётных сочетаний
1 – основное	2 – основное	особое	1 – основное	2 – основное	особое
	(8/
								1.1				0.9			0.8/
								1.4	0.8						0/
								1.3	0.7					0.5	0.3/
								1.2	0.5			0.5		0.7	0.1/
								1.1	0.5					0.4	0.9/
								1.5							0.8/)

В этом примере указаны две группы коэффициентов: в графах 10-12 и 13-15. В этом случае может быть заполнена строка 15 заглавного документа. Пусть схема содержит 25 элементов. Из них для первых 10 вычисляются РСУ по графам 10, 11, 12, а для элементов 8, 9 с 11 по 25 – по графам 13, 14, 15. Тогда строка 15 заглавного документа будет выглядеть так: (0/ … /15; 1 2 3:1-10; 4 5 6:8 9 11-25/ … /).

2.11.1. Принципы построения РСУ

В общем случае напряженно-деформированного состояния системы критерием для определения опасных РСУ служат экстремумы упругого потенциала в какой-либо точке тела при действии на него многих загружений. При этом учитываются особенности, характерные для стержней, пластин, оболочек и массивных тел. Эти особенности позволяют облегчить решение задачи, существенно ограничив количество рассматриваемых РСУ.

2.11.1.1. Стержни

В качестве критерия определения РСУ здесь приняты экстремальные значения нормальных и касательных напряжений в контрольных точках сечения (рис.2.4).

Рис. 2.4. Сечение стержня c характерными точками

Для нормальных напряжений используется формула:

, (2.1)

где: - точка сечения стержня ( = 1 ¸ 9).

Эта формула преобразуется следующим образом при

, (2.2)

где: и – ядровые расстояния в сечении стержня ( = 1, 2 ).

Такой подход позволяет определить экстремальные нормальные напряжения в сечении любой формы. Для касательных напряжений используется приближенная формула:

. (2.3)

Формулы вычисления экстремальных значений напряжений для каждой точки сечения приведены в табл.2.11.1, а нумерация критериальных значений и соответствующих им напряжений – в табл. 2.11.2. В таблице 2.11.1 используется принятое правило знаков для усилий.

Кроме напряжений вычисляются также экстремальные значения продольной и перерезывающих сил.

Всего для сечения стержня отбирается 34 значения РСУ.

Таблица 2.11.1

Экстремальные значения напряжений

№ точки сечения	Нормальные напряжения	Касательные напряжения сечения
		—
		—
		—
		—

Таблица 2.11.2

Критерии и их значения
№ критерия
Значение	s1 +	s1 -	s2 +	s2 -	s3 +	s3 -	s4 +	s4 -	t7 +	t7 -
№ критерия
Значение	t8 +	t8 -	t5 +	t5 -	t6 +	t6 -	N+	N -	s7 +	s7 -

Продолжений таблицы 2.11.2

№ критерия
Значение	s8 +	s8 -	s5 +	s5 -	s6 +	s6 -	QY+, N+	QY-, N+	QY+, N-	QY-, N-
№ критерия
Значение	QZ+, N+	QZ-, N+	QZ+, N-	QZ-, N-

2.11.1.2. Плоское напряженное состояние

В общем случае главные напряжения в одной и той же точке конструкции при различных загружениях имеют различную ориентацию. Поэтому определение РСУ производится по огибающим экстремальным кривым нормальных и касательных напряжений по формулам:

; (2.4)

, (2.5)

Рис. 2.5. Напряжения в плоском КЭ

где - номер загружения.

Обозначения приведены на рис. 2.5.

Нормальные напряжения вычисляются в диапазоне от 90° до -90°, а касательные - от 90° до 0°. Шаг просмотра 5°.

2.11.1.3. Плиты

Здесь применяется подход, аналогичный тому, который описан в п. 2.11.1.2. Изгибные и крутящий моменты в плите дают возможность определить нормальные и касательные напряжения на верхней и нижней поверхностях плиты. Эти напряжения по модулю равны, поэтому формулы (2.4) и (2.5) приобретают вид:

; (2.6)

. (2.7)

2.11.1.4. Оболочки

Здесь также применяется аналогичный подход. Однако вычисляются напряжения на верхней и нижней поверхностях оболочки с учетом мембранных напряжений и изгибающих усилий по следующим зависимостям:

, (2.8)

где: - толщина оболочки;

В и Н — индексы, означающие принадлежность к верхней и нижней поверхностям. Шаг просмотра угла a = 10°.

2.11.1.5. Объёмные элементы

Критерием для определения опасных сочетаний напряжений в общем случае НДС приняты экстремальные значения среднего напряжения (гидростатического давления) и главных напряжений девиатора. Определяются углы наклона главных напряжений в каждом элементе для каждого загружения. Вычисление производится по формулам:

,

где

- нормальное напряжение на площадке с направляющими косинусами l, т, n к осям X₁, Y₁, Z₁;

- нормальное напряжение девиатора на этой же площадке;

- среднее напряжение.

Процесс выбора организован следующим образом. Для данного элемента вычисляются направляющие косинусы главных площадок по всем загружениям. Если в схеме задано n загружений, то будет найдено Зn площадок. Затем вычисляются напряжения на этих площадках от всех загружений и производится накопление положительных и отрицательных значений напряжений.

В соответствии с этим принято обозначение критериев как трехзначных чисел. Первые две цифры обозначают порядковый номер загружения, на площадках которого вычисляются напряжения от всех загружений. Третья цифра может принимать значения от 1 до 6, которым придается следующий смысл:

1 - положительное суммарное значение напряжения на 1-ой главной площадке;

2 - отрицательное суммарное значение напряжения на 1-ой главной площадке;

3 и 4- то же на 2-ой главной площадке;

5 и 6- то же на 3-ей главной площадке.

Так, например, критерий 143 означает, что на 2-ой главной площадке 14-го загружения получено наибольшее положительное значение напряжения. Критерий 76 означает, что на 3-й главной площадке 7-го загружения получено наибольшее отрицательное значение напряжения.

Критерии, соответствующие наибольшему и наименьшему значениям среднего напряжения, обозначаются цифрами 7 и 8 соответственно.

2.12. Документ 15 "Организация расчёта

на динамические воздействия"

В строках этого документа задаются характеристики каждого конкретного динамического загружения. Каждый вид динамического загружения имеет свои особенности. Общие сведения по оформлению документа 15 приведены в табл. 2.12.1.

Для организации расчёта на динамические воздействия необходимо заполнить строку 35 документа 0.

Запись имеет следующий вид:

(0/…/ 35; N_S15: N_Z1 N_Z2...N_Zn/ … /),

где N_Zi - номера загружений;

N_S15 - номер строки документа 15, где заказан модальный анализ.

При этом в документах 6 и 7 должны быть заданы веса масс, которые участвуют в загружении.

Таблица 2.12.1

Сводная таблица параметров для динамических расчётов

Наименование воздействия

Инвариантные параметры

Прочие параметры

MOD

KF

NST

SPR

PRP

Сейсмические

+

+

+

KS

PH

H

TIP

G

S

E

CX

CY

CZ

Пульсационные

+

+

+

+

KS

PH

H

HZ

WR

A

B

TM

TZ

DCR

COR

Импульсивное

+

+

+

Ударное

+

+

+

Гармоническое

+

+

+

Модальный анализ

+

2.12.1. Расчёт на сейсмическое воздействие

Последовательно задаётся следующая информация:

1. MOD=20 – номер модуля из библиотеки динамических модулей;

2. KF - количество учитываемых форм колебаний;

3. NST=0 – номер соответствующего статического загружения;

4. SPR – признак решения собственной проблемы: 0 - не решать, 1 - решать;

5. PRP – признак печати результатов динамического расчёта; PRP=1 - печатаются формы собственных колебаний; 2 - инерционные силы; 3 - формы и силы; периоды собственных колебаний печатаются всегда;

6. KS – поправочный коэффициент для сейсмических сил (как правило, равен 1);

7.

РН – признак ориентации высоты сооружения в соответствии с рисунком 2.6.

8. Н – расстояние между дневной поверхностью земли и нулем расчётной схемы (см. рис. 2.7), м;

9. TIP – тип сооружения:

· 1 - жилые, общественные и производственные;

· 2 - транспортные;

· 3 - гидротехнические;

· 4 - мостовые;

10. G – категория грунта в соответствии с [4] G={1, 2, 3};

11. S – сейсмичность площади в баллах (7, 8, 9);

12. – номер позиции [4, табл.3], ={1, 2, 3};

13. – номер позиции [4, табл.4], ={1 … 8};

14. – номер позиции [4, табл.5], ={1 … 5};

15. – номер позиции [4, табл.6], ={1 … 4};

16. Е – количество этажей в сооружении;

17, 18, 19. → СХ, CY,CZ – направляющие косинусы равнодействующей сейсмического воздейст­вия по отношению к общей системе координат. 0 ≤ {СХ, CY, CZ} ≤ 1; СХ² + CY² + CZ² =1. Если одно из этих чисел равно нулю, то по соответствующему направлению колебания не учитываются.

При заполнении исходных данных рекомендуется учитывать следующее:

¨ для TIP=3 значения , , можно задавать любыми числами;

¨ для TIP={1, 2, 4} и ={1, 3}, значение Е может быть любым обычно рекомендуется задавать Е ≥ 5.

2.12.2. Расчёт на ветровое воздействие с учетом пульсаций

1. MOD=21;

2. KF – количество учитываемых форм;

3. NST – номер статического ветрового загружения из документа 6;

4. SPR – признак решения собственной проблемы;

5. PRP – признак печати;

6. KS – поправочный коэффициент (как правило, KS=1);

7. РН – см. рис. 2.6;

8. Н – см. рис. 2.7;

9. HZ – отметка координаты нулевого уровня сооружения в соответствии с рис. 2.8;

10. WR – ветровой район строительства [5, табл. 5] (для района 1а задаётся WR=0);

11. А – ширина здания по фронту обдуваемости поверхности, м;

12. В – длина здания вдоль действия ветра, м;

13. ТМ – тип местности по [5, п.6.5]: 1 – А; 2 – В; 3 – С.

14. TZ – тип здания; для любого типа здания TZ = 0; для зданий с постоянными по высоте жесткостью, массой и шириной наветренной грани TZ=1;

15. DCR – логарифмический декремент колебаний:

DCR=0.3 - для железобетонных и каменных сооружений;

DCR=0.15 - для стальных башен мачт.

16. COR – признак ориентации обдуваемой поверхности в расчётной схеме при направлении ветра вдоль оси Х (на плоскость YOZ) COR=1; при направлении ветра вдоль оси Y (на плоскость XOZ) COR=2. Ветровое статическое загружение (с номером NST) задается всегда, как расчётное и может быть описано в документах 6 и 7 как распределенным, так и узловым по [5, формуле (6)] с учетом коэффициента надежности по нагрузке.

Задание NST=0 не допускается.

2.12.3. Исходные данные для расчёта

на импульсивное воздействие

1. MOD=22;

2. KF – количество учитываемых форм;

3. NST=0;

4. SPR – признак решения собственной проблемы (см. п.2.12.1);

5. PRP – признак печати (см. п. 2.12.1);

6. – коэффициент неупругого сопротивления материала (коэффициент внутреннего тре­ния). Для металла =0.2; для бетона =0.1 При =0 расчёт выполняется без учёта поглоще­ния энергии.

2.12.4. Исходные данные для расчёта на ударное воздействие

В этом случае задается MOD=23. Остальные величины задаются аналогично п. 2.12.3.

2.12.5. Исходные данные для расчёта

на гармонические колебания

1. MOD=24;

2. KF – количество учитываемых форм;

3. NST=0;

4. SPR – признак решения собственной проблемы;

5. PRP – признак печати:

6. – коэффициент (см. п.2.12.3). Здесь ≠0;

7. – вынужденная частота внешнего воздействия (рад/сек).

2.12.6. Пример оформления расчёта

на динамические воздействия

(0/… /35; 1:10; 2:12 13; 3:14; 4:15; 5: 11/... /)

Эта запись означает, что строка 1 документа 15 распространяется на загружение 10, строка 2 - на загружения 12 и 13 и т.д.

При этом документ 15 имеет вид:

(15/21 3 7 1 3 1 3 5.1 2.3 0 12 18 1 0 0.3 2/

20 5 0 1 3 1 5.1 1 2 7 1 2 1 3 9 0.7071 0.7071 0/

22 3 0 0 3 0.2/

23 3 0 0 3 0.2/

24 3 0 0 3 0.2 40/)

В первой строке задана информация для расчёта на ветровую нагрузку с учетом пульсации (модуль 21). Заказано 3 формы колебаний, номер статического ветрового загружения - 7; необходимо решить собственную проблему и напечатать все результаты работы модуля. Указана ориентация высоты сооружения вдоль оси Z общей системы координат. Расстояние между днев­ной поверхностью земли и началом координат - 5.1 м; нулевой уровень сооружения поднят на 2.3 м от начала координат; ветровой район - 1а, ширина здания по фронту обдуваемой поверх­ности - 12 м, длина здания вдоль действия ветра - 18 м, тип местности - А; тип здания - любой, декремент колебаний - 0.3, ветер направлен вдоль оси Y общей системы координат.

Во второй строке описана информация для расчёта на сейсмическое воздействие. Первые восемь параметров не требуют пояснений вследствие аналогии с предыдущим модулем. Далее указываются: тип сооружения - жилое здание, категория грунта - 2, сейсмичность площадки - 7 баллов, позиция 1 [4, табл.3], позиция 2 [4, табл.4], позиция 1 [4, табл.5] и позиция 3 [4, табл.6]; количество этажей - 9, сейсмическая нагрузка учитывается вдоль осей Х и Y общей системы координат (CZ=0).

В следующих строках первых пять параметров не нуждаются в расшифровке. Следует лишь обратить внимание на то, что в них записан отказ от решения собственной проблемы. Такая запись возможна, если распределение масс на схеме в предшествующем загружении такое же, каки в последующих загружениях. Далее,в этихтрёх строках задаётся коэффициент неупругого сопротивления материала - 0.2. В последней строке задаётся еще вынужденная частота внешнего воздействия - 40 рад/сек.

2.12.7. Особенности задания инерционных масс и воздействий

в документах 6 и 7

Допускаются следующие 3 способа задания весов масс.

Первый из них реализует задание распределенных весов масс и автоматическое распределе­ние их в узлах расчётной схемы. В документе 6 задаётся следующая информация:

(6/… /N_Э 4 0 N_СТР7 N_Z/... /), где

N_Э - порядковый номер элемента (по документу 1);

4 - код автоматического распределения нагрузки по линейным координатамX, Y, Z вузлы данного элемента;

0 - признак распределённого веса массы;

N_СТР7 - номер строки документа 7, где находится величина распределённого на элемент веса массы;

N_Z - номер загружения.

Вид строки документа 7:

(7/... / N_СТР7 q/... /), где

q - интенсивность нагрузки, размерность которой соответствует типу конечного элемента. Для стержней это F/L, для плоскостных конечных элементов - F/L², для объемных - F/L³,

где F - единица измерения силы; L - единица измерения длины.

Второй способ является традиционным. Здесь необходимо самостоятельно назначать узлы схемы, в которые будут приложены нагрузки, осуществлять их сбор самостоятельно и задавать направление их действия. Нагрузки записываются по правилам заполнения узловых нагрузок (пп. 2.9, 2.10).

Примечание:

Если для расчёта на импульсивное, ударное или гармоническое воздействия используется традиционный способ задания весов масс, то обязателен следующий порядок задания информации: - в документе 6 сперва описываются узлы, в которые будут введены веса масс, а в документе 7 после величины веса массы необходимо задать 0. Затем в документе 6 следуют строки, описывающие собственно упомянутые воздействия. Если в этих (последних) строках вес массы не равен нулю, то он учитывается как присоединённый.

Третий способ – формирование динамического загружения из статического, с автоматизированным распределением весов масс. Следует учесть, что инерционные массы будут сформированы только из местных нагрузок статического загружения, направленных вдоль оси Z.

(6/ … /N_SZ 4 3 N_СТР7 N_Z/... /),

где N_SZ - номер статического загружения;

4 3 - код преобразования загружения;

N_Z - номер динамического загружения;

N_СТР7 - номер строки документа 7, где задаётся поправочный коэффициент преобразования.

Возможно применения всех способов в одном загружении.

Для воздействий ударной, импульсивной, вибрационной нагрузками в документе 6 необходимо указать ещё направление этих нагрузок и узлы, в которые они приложены, а в документе 7 некоторые их характеристики.

Задание строк документа 7 при расчёте на импульсивную и ударную нагрузки производится следующим образом:

(7/... / N_СТР7 Q P f /0 T₀ n/ … /),

где Q - вес массы, приходящей в узел. Задаётся Q=0, если используется автоматизированное распределение масс. Q≠0, если применяется третий способ задания нагрузок или вносятся коррективы в какой лило узел при автоматизированном распределении масс;

P - величина силы импульса или удара (тонны), усреднённая в зависимости от формы;

f - номер формы импульса (табл. 2.12.2);

- продолжительность действия импульсивного или ударного воздействия (сек);

Т₀ - период повторения действия импульсивного или ударного воздействия (сек);

n - количество повторений.

При расчёте на гармонические воздействия:

(7/... / N_СТР7 Q P SC /… / ),

где Q - задаётся аналогично импульсному воздействию;

P - амплитуда внешнего гармонического воздействия в данном узле (тонны);

SC - признак, указывающий закон действия гармонического воздействия: задаётся 1 - по закону косинуса, 2 - по закону синуса;

- сдвиг фазы (радианы).

Таблица 2.12.2

Форма импульсивных или ударных воздействий

Форма импульса или удара

Если в пределах одного задания на расчёт требуется произвести расчёт на несколько разнородных динамических загружений, и при этом величины масс в них и порядок их описания остаются постоянными, то решение собственной проблемы достаточно произвести только для первого из этих загружений, так как периоды и формы собственных колебаний будут аналогичными для оставшихся загружений.

Знаки величин нагрузок обычно положительны. Для удара и импульса они могут быть отрицательными.

2.12.8. Примеры заполнения документов 6 и 7

Пример расчёта на ветровое и сейсмическое воздействия:

(6/... /10 4 0 5 12/R 1 3/1/2 4 3 8 12/22 0 3 7 12/ … /)

(7/... /5 0.75/6 5.7 2.4/7 13.8/8 0.9/... /)

В данном примере для загружения 12 в соответствующих узлах расчётной схемы будут сформированы инерционные массы, обладающие тремя линейными степенями свободы; эти массы образованы от:

¨ распределенной на элементы с 10 по 13 равномерно распределённой нагрузки интенсивно­стью 0.75 т/пм;

¨ всех местных нагрузок, величины которых умножены на коэффициент 0.9.

Последняя строка документа 6 добавляет массу от сосредоточенного веса в узле 22 величиной 13.8 т, но этой массе разрешается колебаться только в направлении Z (направлении 3) общей системы координат. Для того, чтобы разрешить степени свободы 1 и 2, необходимо дописать в документ 6 еще две строки: 22 0 1 7 12/22 0 2 7 12/.

В решении собственной проблемы (в определении периодов и форм собственных колебаний) будут участвовать только те массы, которые описаны в загружении 12.

Пример расчёта на импульсивные, ударное и гармоническое воздействия:

(6/... /10 4 0 5 12/R 1 3/1/2 4 3 10 12/

22 0 3 7 12/13 0 2 8 12/15 0 2 9 12/)

(7/ … /5 0.75/6 5.7 2.4/7 13.8/8 23.1 5.2 6 0.9/0 2.1 4/

9 0 5.2 6 0.9/0 2.1 4/10 0.9./… /)

В отличие от предыдущего примера здесь в узлы 13 и 15 (последние две 2 строки документа 6) приложена импульсивная нагрузка, причём к весу массы, приходящейся в узел 13, добавится масса от 23.1 т (Строка 8 документа 7) и решение собственной проблемы произойдёт, исходя из новых условий. Далее, в узлы 13 и 15 приходится импульс от силы в 5.2 т продолжительностью 0.9 сек, период повторения задан 2.1 сек при числе повторений 4.