суббота, 8 января 2011 г.

SCAD в помощь Robot Structural Analysis

Ни для кого не секрет, что каждый вычислительный комплекс имеет свои плюсы и свои минусы. И было бы неплохо, что бы появилась такая программа, которая бы в себя вобрала все положительные моменты работы с проектом, а все отрицательное остались бы "за кадром". Robot, как это не печально прозвучит, тоже обладает целым рядом дыр, одну из которых мы попробуем обойти с помощью другого вычислительного комплекса, который тоже, кстати, не без греха. И было бы не плохо, если бы разработчики Robot обратили внимание на эту проблему.

Итак, имеем фундаментную плиту и кусок грунта, который надо подвести под фундаментную плиту. Те, кто пытались такое замутить, сразу сталкивались с проблемой такого плана: при накладывании панели на трехмерное тело в последнем образовывается сквозное отверстие, и расчетная схема плиты, из плиты покоящейся на упругом основании превращается в канатный мостик через пропасть. Это можно увидеть, если заглянуть под модель снизу. Поэтому как один из вариантов решения проблемы такого рода есть выполнение зазора между грунтом и плитой, который будет заполнен лесом стержней. Эту проблему можно было бы «решить в лоб» нарисовав один стержень, и каким то хитрым способом размножить его под всей плитой.           01

Про быстрое моделирование леса стержней с учетом подгонки к узлам плиты и узлам трехмерного тела читаем дальше...

Примечание: почему понадобились именно стержни? Это будет продемонстрировано немножко позже.

Теперь по порядку…

Через фильтры выберем фундаментную плиту: (Редактор-Выбор-Плита) или кнопка на инструментальной панели.                                                                                     02

и редактирование подконструкции в текущем окне:

(Редактор-Изменение подконструкции-Редактировать подконструкцию)                 03

Далее, давим правую клавишу мышки и в контекстном меню выбираем Показать04

В окне Показать устанавливаем галочку на заливку внутренней части конечных элементов и давим ОК                                                                                                        05

Потом сохраняем нашу плиту в файл с расширением .dxf (Файл-Сохранить как)06

И назначаем новое имя и путь, по которому потом будем искать его в дальнейшем.07

Теперь воспользуемся помощью DEMO версии другого вычислительного комплекса, до боли всем знакомого SCAD. В SCAD мы из узлов нашей плиты выдавим стержни, которые должны обеспечить в Robot стыковку плиты с трехмерным телом. Итак, запускаем DEMO версию SCAD, и соглашаемся с тем, что SCAD не нашел устройство защиты.                                                           08

И с тем, что нам вполне хватит возможностей DEMO версии SCAD                                           09

Идем дальше (Проект-Импорт-DXF DWG)                                                      10

Открываем созданный Robot файл с расширением .dxf                                            11

И в появившемся окне масштабирования конструкции вместо миллиметров выбираем метры, после чего давим ОК.                                                                                            12

Попадая в дерево проекта SCAD, не стесняемся и нажимаем на Расчетная схема   13

Теперь мы находимся в окне, где мы можем увидеть нашу плиту фундаментную, набранную из пластинчатых конечных элементов, и для тех, кто не знаком со SCAD, можно увидеть много незнакомых кнопок. Панель фильтров слева, панель визуализации справа и сверху инструментальную панель состоящей из шести закладок. Эта информация, наверное, больше для тех, кто со SCAD не на «ты».                                                                          14

Далее, переходим на закладку Схема                                                                    15

И делаем клик на правой клавише мышки. В появившемся окне Выбор узлов и элементов кликаем на Инвертировать выбор узлов. Этим нехитрым действием мы активизируем выделение узлов во всех схеме. Для исчезновения окна Выбор узлов и элементов нужно нажать ОК                                                                       16

Теперь, когда все узлы выделены мы из них выдавим стрежни нужной нам длины, например, наши стержни моделируют бетонную подготовку толщиной 100 мм. Для этого кликаем по кнопке Копировать схему которая находиться на инструментальной панели в закладке Схема17

В появившемся окне Копирования схемы выставляем параметры выдавливания: копировать в направлении Z, шаг = -0,1 метра, количество повторов один.                         18

После нажатия на ОК и сохранения результатов копирования имеем лес стержней, которые нужно обратно перегнать в новый проект Robot и после этого, из нового проекта вставить их в нашу схему с зазором.                                                                                                 19

Но перед этим нужно отделить зерна от плевел, ведь в результате выдавливания получились и пластинчатые КЭ и вертикальные стержневые КЭ и горизонтальные стержневые КЭ. А нам надо, только вертикальные. Для этого отключим на панели фильтров, что слева, прорисовку пластин.20

Вызываем окно выбора узлов и стержней нажатием на правую клавишу мышки, активизируем кнопку Горизонтальные, потом Инвертировать выбор элементов и давим на ОК. В результате все горизонтальные стержни выделялись красным цветом, и теперь их можно удалить.21

Для этого идем на закладку Узлы и Элементы                                                  22

И давим на кнопку Элементы                                                                             23

После чего на появившейся панели инструментов давим на кнопку Удаление элементов и для подтверждения удаления нажимаем или на кнопку ОК или на Enter, тот, что на клавиатуре.24

Как видно ненужные стержни удалились, и остались только вертикальные.25

Теперь по аналогии стержням нужно удалить все пластинки. Для этого выключаем показ стержней и включаем показ пластин. Через правую клавишу вызываем окно Выбор узлов и элементов и давим на Инвертировать выбор элементов, и сразу же на Enter, тот, что на клавиатуре. Очевидно, что все пластинки удалились. Теперь идем на панель фильтров, та, что слева и включаем показ стержней. Как видим, что в модели осталось только то, что нам нужно, и нет ничего лишнего. Теперь можно на всякий случай сохранить проект в SCAD, и преступить к экспорту стержней в Robot.

Примечание. Сохранить проект, в SCAD, у нас не получится, так как мы работаем с DEMO версией программы.                                                                                                       26

Экспорт стержней в Robot начинается с Экспорта в DXF-файл проекта SCAD, делается это как показано ниже:                                                                                               27

Выбираем путь по которому будет сохранен файл, и даем файлу новое имя, что бы отличать исходные данные от результатов выдавливания.                                                 28

На этом работа с вычислительным комплексом SCAD завершена, его можно закрыть, и открыть новый проект Robot (Проектирование сооружений), и проект Robot в котором присутствует схема с зазором между фундаментной плитой и куском грунта.

Находясь в новом проекте Robot (Проектирование сооружений), открываем dxf файл с результатами выдавливания (Файл-Открыть проект)                                          29

И настраиваем параметры загружения файлов .dxf в проекты Robot и давим ОК.30

После чего задаем точку вставки и давим ОК. В нашем случае точку вставки принимаем по умолчанию.                                                                                                    31

И не забываем сохранить этот проект. (Файл-Сохранить)

После успешного сохранения проекта со стержнями, мы переходим в проект с фундаментной плитой, собственно в него и будем вставлять лес стержней. Для этого выполним: (Геометрия-Конструкция-Вставка из файла)                                                                             32

Выбираем файл со стержнями, который мы только что сохранили.                                  33

И давим на Открыть.

Результат объединения конструкций                                                                        34

Теперь осталось только нанести сетку на кусок грунта и назначить характеристики вставленным стержням                                                                                                            35

И смело жать кнопку Расчет

Есть еще пару способ получения леса стержней за десяток кликов мышкой , но об этом и многом другом в следующий раз…

Желаем успехов

Ту би континью …

24 комментария:

  1. в первом посте хорошая книжка. может пригодится.
    http://fsapr2000.ru/index.php?s=8bebfd017523a87a582113be17798685&showtopic=40182

    ОтветитьУдалить
  2. да не за что! ждем краны. обидно, сделал пространственный каркас, теперь его придется в лире до конца доводить.
    с кранами неврубился пока что делать.

    ОтветитьУдалить
  3. Не надо ни в какую Лиру ...
    Есть как минимум два пути решения проблемы сочетания нагрузок: это автоматические сочетания и использование теории графа. Надобно побольше информации для организации сочетания нагрузок и на днях будет радость ...

    ОтветитьУдалить
  4. Я видел программку 100k на dwg. Она работает с теорией графов. Но для начала, хорошо бы разобраться с автоматическими сочетаниями. Ведь в роботе нет крана-тормоза в таблице комбинаций. Как сделать автоматические сочетания сопутствующих кран - тормоз?

    ОтветитьУдалить
  5. сопутствие торможения с вертикальным давлением в Роботе моделируется очень просто. для этого сделаем два варианта нагружения и поставим между ними взаимоисключение. в одном варианте должна сидеть нагрузка только от вертикального давления под колесом. во втором варианте должно быть вертикальное давление под колесом и горизонтальная нагрузка от торможения крана. в итоге прога сама выберет все варианты в сочетания нагрузок

    ОтветитьУдалить
  6. Романыч- ничего не понял. А зачем лес стержней?

    ОтветитьУдалить
  7. читаем заново второй абзац , второе предложение

    ОтветитьУдалить
  8. А зачем такие трудности если лес стерженьков можно сделать за 2 клика и в роботе?

    ОтветитьУдалить
  9. включаем видимость сетки конечных элементов. выбираем узлы плиты и копируем их попутно соединяя...

    ОтветитьУдалить
  10. professor_off, ну вот, то что обещалось в предпоследнем абзаце теперь можно в новый пост не писать ))

    ОтветитьУдалить
  11. День добрый. То есть, если я правильно понял, получается, что когда я встаю на табуретку на четырех ножках на грунт, то получаю эффект точно такой же, как если бы я встал на сидушку от табуретки без ножек (просто пластина по грунту). Получается так? Это если уж совсем упрощенно, не затрагивая пока проблемы со стыковкой пластинчатых и стержневых элементов и невозможность передачи крутящего момента.

    ОтветитьУдалить
  12. День добрый!!! С ваших слов становиться понятным то , что если стать на табуретку с ножками то в каждой ножке будет продольное усилие равное ваш вес деленный на четыре , но если ножки убрать и оставить только "папу"(нагель , через который в основном крепиться ножка к столешнице) то и продольное усилие в нагеле пропадет ??? это если совсем просто , если углубиться то я выложу схемки на двж , так как сюда наверное не получиться , с результатами , ну и тогда уже будем говорить конкретно , потому что сейчас "мы стреляем из пушки по воробьям" , а так будет какая то конкретика

    ОтветитьУдалить
  13. да нет, нагель тут не причем.....я не брал во внимание, что он останется если убрать ножки. Сам принцип передачи нагрузок на грунт в варианте от плиты, и в варианте через стойки при одинаковых нагрузках, будет иметь существенное различие. Вся суть учета совместной работы фундамента вместе со зданием учесть перераспределение усилий в надземной части при учете соответствующей жесткости фундамента и неравномерной осадки опор - так называемый принцип фермы Веренделя. В вашем случае, получается двукратная реализация этого принципа.
    Можно еще упростить, сделать пластину (1х1м толщина не важна), в середине разместить стойку и на эту стойку опереть сверху такую же пластину, пусть будет только собственный вес, соответствующие реалии закрепления, но плюсом нагрузкой закрутить верхнюю пластину в ее плоскости и посмотреть (крутящий момент в стойке и моменты в самих пластинах). Для аналогии можно провести эти действия в другом расчетном комплексе. Это очень упрощенно, с увеличением количества этих стоек этот эффект теряется, но все же он присутствует.
    Как я понимаю, задавая грунт объемниками – что мы преследуем? – получить более точные характеристики, но способ передачи этих усилий на столько упрощен, что не теряется ли за счет этого эффект уточнения от объемников.
    Понятно, что этот способ имеет место быть и глобальной разницы в результатах не получится, но сам парадокс, упрощать одно, чтобы получить уточненный результат на другом. Я не в коем случае не вступаю с вами в спор, и не ярый противник этого метода, но так устроен мозг у меня – действовать от противного.
    Результаты конечно размещайте – будет интересно посмотреть.

    ОтветитьУдалить
  14. Да нет , нагель как раз то тут и при чем , я на нем специально заострил внимание . И в одном и в другом случае взаимодействие плиты с грунтом идет по направлению Z степени свободы , и то что появляется между грунтом и плитой стержень ничего не меняет . и именно это вы увидите на полученных результатах , возможно тогда и поменяете свое мнение . потому что пока ваше замечание выглядит как "тык пальцем в воздух"

    ОтветитьУдалить
  15. Хорошо, пусть будет "тык") Далее, когда вы моделируете стык колонны с перекрытием (сейчас неважно каким образом вы это реализуете), но думаю используете учет фактической площади тела колонны, дабы "размазать" получившиеся моменты в плите в местах стыковки элементов. При этом способе - учесть данную ситуацию у вас не получится, к этому я и говорил ранее, что напишу после того, как расскажите какую задаете жесткость для своих стержней.

    ОтветитьУдалить
  16. ход мыслей правильный но не совсем в ту сторону. На колонну плита опирается грузовой площадью более 20 метров квадратных (площадь взята от фанаря , она может быть намного большей) и смысл размазывания моментов над телом колонны заключается в том , что бы снять пик над колонной . в случае непрерывного опирания плиты на стержни (каждый узел опирается на стержень) такого проявления нет , стало бы и размеры стержня в сеточной разбивке учитывать не к чему . Жесткость стержня назначается элементарно : например это будет бетон В15 или можно взять еще меньше класс до В7.5 , смотря из чего выполнена подготовка , а размеры поперечного сечения стерженьков равны шагу триангуляции сетки , т.е. если сетка побита с шагом 0,2 метра то размер стерженьков будет 0,2х0,2 метра.

    ОтветитьУдалить
  17. Этот комментарий был удален автором.

    ОтветитьУдалить
  18. Чтобы смоделировать торможение в подвижной нагрузке от мостового крана, необходимо ввести коэффициенты по соответствующим направлениям действия тормозных усилий в параметрах пути крана. Правда постоянные коэффициенты подразумевает и наличие постоянного тормозного усилия в каждой компоненте вертикального нагружения (правда их можно сделать различными под левое и правое "колесо" - тогда значения интерполируются). Это коэффициенты VR/VL - вертикальное усилие, HR/HL - горизонтальное в направлении движения, LR/LL - горизонтальное перпендикулярно H. Чаще делают так, сначала задают подвижную нагрузку со всеми возможными случаями, анализируют результаты выбирают самую негативную компоненту, моделируют из этой компоненты отдельное нагружение, добавляют различные особенности и компонуя их по разному (взаимоискючают или ставят сопутствие компонуют сочетания).....саму подвижную нагрузку можно потом удалить.

    ОтветитьУдалить
  19. Закрадывается сомнение о жесткости (от поворота, т.е. "без-шарнирности" узла 8))) соединения стержневых элементов с пластинами и объёмниками. Не получаем ли при этом мы (геометрически изменяемую) систему параллельных сил? В скаде разработчики так делать не рекомендуют... (для лучшей сходимости рекомендуют вводить дополнительные стержни). А тут в чем разница-то? Может тут МКЭ какой-то не такой, но это "абсурд"...

    ОтветитьУдалить
  20. геометрическая изменяемость элементарно парируется установкой связей по напрявлениям степеней свободы Х и У таким образом что бы порядок нопределенности статической системы оставался без изменений. Если есть сейсмика такой подход вызодет большие концентраторы в местах примыкания плиты к наложеным связям, как вариант можно поснимать шарниры со стержней но в свою очередь длину стержней сделать на порядок меньше, и вам будет радость !!!

    ОтветитьУдалить