ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ЛИРА-САПР

Бурное развитие в последние десятилетия электронно-вычислительной техники привело к буквально революционным изменениям в методах расчета инженерных сооружений. На первое место теперь выдвинулись матричные методы расчета, позволяющие, во-первых, в более компактной и общей форме записывать уравнения, необходимые для решения задач и, во-вторых, удобные для использования ЭВМ [1].

На сегодняшний день, при проектировании и расчете строительных конструкций, широко используются программно-вычислительные комплексы инженерного анализа (CAE) в основе которых лежит метод конченых элементов (МКЭ).

Одной из наиболее популярных программ инженерного анализа, является ЛИРА-САПР, которая реализует технологию информационного моделирования зданий (BIM) и ориентирована на проектирование и расчет строительных конструкций [2].

ЛИРА-САПР, позволяет рассчитывать конструкции различной сложности и размерности, производить расчет, как статический, так и динамический, с учетом ударной, инерционной, вибрационной нагрузки и т.д.

Для создания расчетных схем строительных конструкций и сооружений используется инструментарий, находящийся во вкладке «Создание и редактирование». Во вкладке доступно несколько панелей: «Создание», «Редактирование», «Жесткости и связи», «Нагрузка», «Инструменты».

С помощью инструментов, находящихся на панели «Создание», можно добавлять узлы и элементы, генерировать регулярные фрагменты и сети, пространственные рамы, фермы и т.д. (рис. 1).

Рисунок 1. Панель «Создание»

Инструменты, размещенные на панели «Редактирование», позволяют копировать, перемещать и удалять отдельные фрагменты расчетной схемы, упаковывать схему, изменять ее размер и т.д. (рис. 2).

Рисунок 2. Панель «Редактирование»

Операции доступные на панели «Жесткости и связи» позволяют назначать жесткости элементам, путем выбора типа поперечных сечений, а также задания материала, из обширной библиотеки программы (рис. 3).

Рисунок 3. Библиотека металлических сечений

Также с помощью команд данной панели назначаются граничные условия – связи (рис. 4).

Рисунок 4. Панель «Жесткости и связи»

На панели «Нагрузки» находятся инструменты, позволяющие прикладывать нагрузки на узлы и элементы рассчитываемых объектов (рис. 5).

Рисунок 5. Панель «Нагрузки»

После создания и редактирования расчетной схемы, выполняются операции по заданию данных для статического, динамического и дополнительных расчетов, формирование таблиц, контроль параметров для расчета и запуск задачи на расчет [3]. Для выполнения данных операций используются команды вкладки «Расчет».

После выполнения расчета конструкции выполняется анализ результатов с помощью команд размещенных на вкладке «Анализ».

Панель «Деформации» содержит команды, позволяющие отобразить деформации рассчитываемой конструкции, в виде мозаики перемещений либо изополей перемещений. Деформации можно отображать как в локальной системе координат, так и в глобальной (рис. 6).

Рисунок 6. Панель «Деформации»

С помощью команд на панели «Усилия в стержнях» можно вывести эпюры внутренних силовых факторов: продольных сил N, поперечных сил Q, изгибающих моментов M. Также внутренние усилия можно отобразить в виде мозаики усилий (рис. 7).

Рисунок 7. Панель «Усилия в стержнях»

Для отображения результатов расчета пластин и объемных конечных элементов, одноузловых и специальных элементов имеются отдельные панели (рис. 8)

Рисунок 8. Команды для отображения усилий и напряжений

Таким образом, программный комплекс ЛИРА-САПР позволяет создавать и рассчитывать конструкции различной сложности: от простейших плоских балок, до каркасных конструкций зданий. Причем расчеты можно проводить на различные виды динамических воздействий. Результаты расчетов можно отображать как в табличном виде, так и в графическом.

Список литературы:

1. Основы строительной механики стержневых систем. Леонтьев Н.Н., Соболев Д.Н., Амосов А.А. М.: АСВ, 1996.
2. Программа для проектирования и расчета строительных конструкций: [Электронный ресурс]. URL: https://www.liraland.ru/lira/. (Дата обращения: 19.06.2017).
3. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЛИРА-САПР^® 2013 Учебное пособие. Городецкий Д.А., Барабаш М.С., Водопьянов Р.Ю., Титок В.П., Артамонова А.Е. Под редакцией академика РААСН Городецкого А.С. -К.-М.: Электронное издание, 2013г., – 376 с.