Гепард-А. Проектирование металлоконструкций на основе параметризованных моделей

1. Гепард-А. Проектирование металлоконструкций на основе параметризованных моделей Рычков С.П. 8-917-819-3644, rychkov@sama.ru Теплых А.В. 8-917017-0061, www. Kbtsamara.ru ООО “КБТ”, Самара

2. Основные функции Гепард-А • Быстрое создание параметризованной расчетной модели, в том числе задание типовых загружений • Генерация сетки конечных элементов, либо на изгибаемых стержнях, либо на оболочках • Экспорт КЭМ либо в формате SCAD либо NASTRAN для дальнейшего анализа • Анализ модели в Гепард-А, вычисление РСУ • Выполнение проверок прочности, устойчивости, прогибов по действующим нормам • Подбор рациональных сечений конструктивных элементов рам • Экспорт в формате SCAD для выполнения анализа в составе модели здания • Импорт результатов анализа из SCAD и уточнение параметров сечений с учетом силовой работы рамы в составе здания • Автоматизированное проектирование узловых соединений рам • Автоматическое формирование документов в формате Word • процесса сбора нагрузок, • выполнения проверок, • проектирования узлов и т.п.

3. Объекты проектирования Гепард-А • Плоские рамы из сварных двутавров переменного сечения и стандартных профилей: • Типовые рамы: • Однопролетные - с шарнирным и жестким сопряжением колонн с фундаментом • Многопролетные с комбинированным опиранием колоннна фундамент • Многоконьковые • Многоэтажные • Сегментные рамы • Рамы произвольной конфигурации • Узловые соединения рам: • Геометрия и РСУ - из расчетной модели рамы • Изолированные узлы

4. Рама с шарнирным опиранием колонн на фундамент • Параметры задания модели типовой рамы: • количество коньков и размеры пролетов; • привязка наружных, внутренних колонн и коньков относительно разбивочных осей; • уклоны ригелей и внешних колонн; • размеры основных и дополнительных сечений колонн, ригелей и балок уровней; • параметры ребер жесткости

5. Рама с жестким опиранием колонн на фундамент

6. Многопролетная рама

7. Многоконьковая рама

8. Многоэтажная рама

9. Модель рамы произвольной конфигурации строится из совокупности конструктивных элементов (КОЭ), соединяющихся между собой в узлах сопряжения Расположение КОЭ в пространстве определятся положением его узлов Координаты узлов служат параметрами рамы Параметрами КОЭ являются концевые и дополнительные сечения, поперечные ребра Нагрузки, закрепления, шарниры и сосредоточенные массы задаются в терминах КОЭ Рама произвольной конфигурации

10. Базы колонн

11. Оголовки колонн

12. Прямой фланцевый стык • Выполняется компоновка и подбор диаметра болтов • Определяются размеры катетов сварных швов • Вычисляются коэффициенты использования

13. Косой фланцевый стык с поперечным ребром

14. Нагрузки задаются в терминах геометрической модели рамы Автоматизировано задание нагрузок: Веса конструкции и постоянных составляющих Снеговых Ветровых Крановых Снеговые, ветровые и крановые загружения формируются в соответствии с требованиями СП 20.13330.2011 Предусмотрено задание нагрузок произвольного вида Автоматизация задания нагрузок

15. Параметризация расчетной модели • Изменение любого параметра расчетной модели приводит к автоматической перестройке всей геометрии и нагрузок • Производится вычисление текущей массы конструкции

16. Автоматическое создание сетки конечных элементов • Сетка изгибаемых стержней • Элементы с постоянными параметрами по длине • Линейное изменение параметров по длине • Учет податливости на сдвиг • Сетка на основе оболочечных элементов • Разбиение с учетом заданных поперечных и продольных ребер

17. Задание шарниров и закреплений • На типовых рамах шарниры и закрепления создаются автоматически • Предусмотрено задание дополнительных шарниров и закреплений пользователем в произвольных сечениях рамы Автоматическое преобразование нагрузок с геометрии в конечно-элементные нагрузки

18. Выполнение анализа модели • Анализ выполняется для стержневой модели • Виды анализа • Линейный статический • Анализ устойчивости по Эйлеру • Расчет собственных форм и частот • Вычисление РСУ методами линейного программирования • По линейным критериям в пяти точках профиля • По нелинейным критериям в двух точках профиля • В соответствии с п. 6.4 СП 20.13330.2011 • Автоматический выбор комбинаций загружений • В комбинации загружения достигается максимум по одному из критериев РСУ в одном из конечных элементов • Выполнение анализа устойчивости для выбранной комбинации загружений

19. Отображение результатов • Результаты выводятся для загружений и комбинаций загружений • В графическом виде • В листинг • Форматы вывода результатов на конечных элементах • Продольные и поперечные силы • Изгибающие моменты • Напряжения в точках вычисления РСУ • РСУ на элементе

20. Проверки ограничений по СНиП • Для отдельных комбинаций загружений • По огибающей всех комбинаций • проверки прочности; • проверки местной устойчивости стенок отсеков изгибаемых элементов; • проверки устойчивости колонн постоянного сечения; • проверки несущей способности ригеля с гибкой стенкой; • проверки прогибов • Вывод коэффициентов использования по критериям проверки • Автоматическое формирование отчетов в формате Word

21. Проверки прочности • по критическому фактору • при совместном действии M и N (ф. 50) • по касательным напряжениям (ф. 29) • по эквивалентным напряжениям в стенке (ф. 33) • по касательным напряжениям в опорных сечениях (ф. 41)

22. Проверка местной устойчивости стенок отсеков

23. Проверки ограничений по СНиП • Проверка устойчивости колонн постоянного сечения • по критическому фактору • устойчивость в плоскости рамы • устойчивость из плоскости рамы • устойчивость стенки • свес поясных листов • предельная гибкость в плоскости действия момента • предельная гибкость из плоскости действия момента • устойчивость плоской формы изгиба

24. Функции проектирования • Автоматизированный подбор сечений по условиям прочности и устойчивости • Для изгибаемых элементов • Для колонн постоянного сечения • Применение аппарата групп сечений

25. Функции проектирования • Узловые соединения рам • Автоматическое определение РСУ для узлов • Автоматическое формирование геометрии узла – размеров сечений и углов • Изолированные узлы • Рациональный подбор параметров узла, при заданных ограничениях • Контроль коэффициентов использования по всем параметрам • Возможность интерактивного изменения параметров узлапользователем • Вывод отчета по проектированию узла в формате Word

26. Функции проектирования, базы колонн

27. Функции проектирования, фланцевые соединения

28. Функции проектирования • Автоматическое формирование нагрузок на фундамент • Расчет поясных сварных швов

29. Совместная работа со SCAD и Nastran • Экспорт конечно-элементной модели, условий нагружения, расчетных длин в текстовом формате SCAD • Стержневая модель • Оболочечная модель – анализ местной устойчивости в SCAD • Модификация модели в SCAD и последующий импорт результатов анализа • Возможность использования результатов в операциях проверок, подбора сечений, проектирования узлов. • Экспорт в текстовом формате NASTRAN • Стержневая модель • Оболочечная модель – анализ местной устойчивости и нелинейный анализ

30. Экспорт моделей в SCAD

31. Назначение Гепард-А • Вариантное проектирование рам на основе просмотра большого количества конструктивных решений • Автоматизированное проектирование типовых узлов • Автоматическое документирование процесса проектирования • Генерация конечно-элементных моделей рам переменного сечения с последующим экспортом в SCAD и сборкой модели каркаса здания • Возможность оперативного, в течении 1 часа, определения массы конструкции типовой рамы и оценка стоимости проекта