Расчет металлических конструкций

В режиме «Железобетонные и стальные конструкции» реализованы подбор и проверка элементов стальных конструкций и их узлов по первому и второму предельным состояниям.

Подбор состоит в том, что для каждого элемента металлических конструкций, входящих в расчетную схему здания, подбирается стальное поперечное сечение минимальной площади, способное нести нагрузки, заданные в расчетной схеме. Для сокращения количества подобранных поперечных сечений могут применяться объединение элементов расчетной схемы в конструктивные и унификация.

Расчет стальных конструкций осуществляется на базе нормативных данных, которые содержат сведения о расчетных характеристиках сталей, размерах и геометрических характеристиках выпускаемого листового и фасонного проката. Пользователь имеет возможность дополнить или отредактировать эти данные, используя специализированный редактор РС-САПР.

Возможен расчет элементов металлических конструкций следующих поперечных сечений:

• двутавры прокатные, двутавры сварные, тавры прокатные,
• уголки прокатные, сечения из пар прокатных уголков,
• швеллеры прокатные, швеллеры сварные,
• С-образные сечения, двойные швеллеры,
• замкнутые сечения,
• сквозные сечения,
• полнотелые сечения и канаты

Все элементы металлических конструкций для расчета подразделяются на типы: колонны, балки, фермы и канаты. Колонны учитывают в расчете осевое усилие, изгибающие моменты и поперечные силы: N, My, Qz, Mz, Qy; балки – изгибающие моменты и поперечные силы: My, Qz, Mz, Qy; фермы – только осевое усилие N; канаты – только растягивающее осевое усилие N+. Это позволяет выполнять следующие расчеты:

• расчет несущей способности балок как изгибаемых элементов;
• расчет несущей способности ригелей как сжато-изгибаемых и растянуто-изгибаемых элементов;
• расчет несущей способности и колонн как внецентренно-сжатых и внецентренно-растянутых элементов, а также как центрально-сжатых и центрально-растянутых элементов
• расчет несущей способности ферм как центрально-сжатых и центрально-растянутых элементов;

Расчет несущей способности элементов металлических конструкций подразумевает получение следующих результатов:

• расчет несущей способности сечения по 1-му предельному состоянию
  • расчет на прочность, в том числе на разрыв, срез, по нормальным, касательным, приведенным (октаэдрическим) напряжениям
  • расчет на устойчивость изгибаемых, центрально- и внецентренно-сжатых элементов, в том числе при действии момента в двух плоскостях
• расчет несущей способности сечения по 2-му предельному состоянию:
  • расчет по прогибу изгибаемых элементов
  • расчет по предельной гибкости сжатых и растянутых элементов
• расчет несущей способности сечения по местной устойчивости:
  • расчет на местную устойчивость полок и стенок
  

Результатами расчета элементов металлических конструкций являются мозаики и таблицы, содержащие проценты исчерпания несущей способности элементов, работающих под воздействием заданных нагрузок. Для еще более подробного исследования элемент расчетной схемы может быть экспортирован в систему СТК-САПР.

Галерея насчитывает 66 разновидностей узлов.

Возможен расчет следующих типов узлов

• шарнирное примыкание двутавровой балки к колонне
• жесткое примыкание двутавровой балки к колонне
• стык двутавровых балок на накладках
• сопряжение балок
• стык колонн на высокопрочных болтах
• шарнирная база двутавровых колонн
• жесткая база двутавровых колонн
• шарнирная база колонн коробчатого сечения
• жесткая база колонн коробчатого сечения
• примыкание связей
• стык элементов на фланцевом соединении
• примыкание балки к колонне на фланцевом соединении
• опорные и промежуточные узлы ферм из уголков
• опорные и промежуточные узлы ферм из труб (начиная с версии 2014).
• опорные и промежуточные узлы ферм из прямоугольных труб по СП 16.13330.2011(начиная с версии 2016).

Результатами расчета узлов металлических конструкций являются размеры соединительных элементов узла, краткий отчет о расчете и полная трассировка расчета узла. Трехмерную модель и чертежи рассчитанного узла можно автоматически сгенерировать в системе КМ-САПР.

Имеется режим составления сложных узлов из более простых. Так на основе простых узлов «примыкание ригеля к колонне» и «примыкания связей» можно составить сложный узел примыкания трех ригелей и четырех связей к колонне, чтобы отправить такой узел для документирования в систему КМ-САПР.

Если режим «Железобетонные и стальные конструкции» системы ВИЗОР-САПР реализует расчет металлических конструкций всей расчетной схемы здания, то система СТК-САПР предназначена для расчета и конструирования отдельных элементов и узлов металлических конструкций. Из ВИЗОР-САПР в СТК-САПР может быть передан один элемент стального поперечного сечения или один узел для более детального рассмотрения результатов расчета.

Для поиска оптимального конструктивного решения в СТК-САПР пользователь может быстро варьировать поперечное сечение элементов и узлов, усилия, действующие на элементы и характеристики материалов. С другой стороны, СТК-САПР позволяет выполнить расчет элемента стальных конструкций или узла стальных конструкций, минуя привлечение функциональности системы ВИЗОР-САПР. В этом случае усилия, поперечные сечения и материалы для расчета элемента или узла необходимо задать непосредственно в СТК-САПР.