Система автоматизированного проектирования и расчета
Вход /
Регистрация
   

Описание версии ПК ЛИРА 10.6


Изменения и дополнения в ПК ЛИРА 10.6 R3.0

Изменения и дополнения в ПК ЛИРА 10.6 R2.0

Описание нововведений ПК ЛИРА 10.6 R1.0

Расчетный процессор

Расчетный процессор ПК ЛИРА 10.6 решает задачи механики сплошной среды методом конечных элементов, включая:

  • Линейные статические задачи;
  • Определения частот и форм собственных колебаний;
  • Линейной упругой устойчивости недеформированной схемы;
  • Нелинейные статические задачи (конструктивная, физическая и геометрическая нелинейности);
  • Геометрически нелинейные задачи после потери устойчивости;
  • Моделирования процесса возведения (генетическая нелинейность);
  • Прямого интегрирования уравнений движения для линейных и нелинейных динамических задач;
  • Построения линий и поверхностей влияния перемещений и усилий от подвижных нагрузок;
  • Нелинейный статический анализ (Pushover Analysis);
  • Определения упруго-геометрических характеристик поперечного сечения стержня;
  • Стационарной теплопроводности.

Реализованные в расчетном процессоре быстродействующие алгоритмы:

  • Перенумерации неизвестных;
  • Составления, разложения и решения систем уравнений;
  • Определения собственных значений и собственных векторов пучка матриц
позволяют решать задачи с порядком в несколько десятков миллионов неизвестных. Расчетный процессор функционирует под управлением как 32-х, так и 64-х разрядных версий операционных систем и использует многоядерность современных компьютеров.

Определение упруго-геометрических характеристик сечения

Единая расчетно-графическая среда позволяет вычислять упруго-геометрические характеристики композитных произвольных поперечных сечений стержней и анализировать напряжения от действующих усилий, включая нормальные напряжения от бимомента.

Стационарная задача теплопроводности

Реализованная стационарная задача теплопроводности позволяет определить распределение температурных полей для конструкций произвольной геометрии с дальнейшим определением напряженно-деформированного состояния.

Pushover Analysis

Нелинейный статический анализ (Pushover Analysis) является частью характеристического метода сейсмического проектирования конструкций и сооружений (Performance-Based Seismic Design). Ключевыми параметрами в характеристическом методе сейсмического проектирования являются «требование» и «несущая способность». «Требование» отображает сейсмическое колебание грунта, а «несущая способность» – способность сопротивляться «сейсмическому требованию». Для удовлетворения целей проектирования конструкция должна обладать несущей способностью для сопротивления «сейсмическому требованию».

Нелинейный статический анализ – это современный инструмент для оценки несущей способности конструкций и для анализа сейсмостойкости уже существующих зданий.

Во время выполнения нелинейного статического анализа конструкция подвергается нагрузке от собственного веса и монотонно растущему воздействию, которое задается в виде распределения инерционных нагрузок по определяющей форме колебаний и представляет собой эквивалентное сейсмическое воздействие.

При статической нелинейной процедуре многомассовая расчетная модель (МРМ) преобразуется в эквивалентную одномассовую систему (ЭОМС) для упрощения и большего удобства расчета.

Использование ЭОМС дает возможность избежать необходимости выполнения нелинейного динамического расчета исходной многомассовой расчетной модели.

Результатом анализа является спектр несущей способности (кривая pushover), который дает важную информацию об общей прочности и податливости конструкции. Использование спектра несущей способности дает возможность вычислить неупругое перемещение ЭОМС – целевое перемещение, которое соответствует сейсмическому воздействию, выраженному через «сейсмическое требование». После расчета эквивалентной одномассовой системы происходит возвращение к МРМ с вычислением всех необходимых перемещений и анализом несущей способности элементов конструкции.

Применение нелинейного статического метода для оценки поведения зданий при сейсмическом воздействии регламентировано Европейским стандартом EN 1998-1:2004, имплементированными нормами Европейского Союза ДСТУ-Н Б EN 1998-1:2010, строительными нормами ДБН В.1.1-12:2014 и стандартом организации СТО МГСУ.

Одноузловой конечный элемент сваи (КЭ 57)

В ПК ЛИРА 10.6 добавлен одноузловой конечный элемент упругой связи «Свая» (КЭ 57), моделирующий работу сваи, как стержневой конструкции на упругом основании с учетом прилегающих слоев грунта. КЭ 57 является аналогом КЭ 56 и реализует взаимосвязь с редактором «Грунт» и с калькулятором «Вычисление жесткостей одиночной сваи». Данный элемент позволяет значительно облегчить моделирование расчетных схем «сооружение фундамент основание», основанных на модели грунта, как линейно-деформируемой среды. Его жесткость может задаваться как численно, так и определяться автоматически в зависимости от геологии площадки строительства, заданных параметров свай, а также их расположения в расчетной модели здания или сооружения.

Реализация расчета

Автоматизированное вычисление жесткостей реализовано для висячих свай круглого и прямоугольного поперечного сечения с уширением пяты и без уширения. Программа выполняет расчет жесткостей свай согласно нормативным требованиям СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» и в соответствии с выбранной моделью свайного фундамента:

  • Одиночная свая – расчет выполняется в диалоговом окне - калькуляторе «Вычисление жесткостей одиночной сваи» и в редакторе «Грунт»;
  • Свайный куст – расчет выполняется в редакторе «Грунт» по методике, учитывающей взаимное влияние свай в кусте;
  • Условный фундамент на естественном основании – расчет выполняется в редакторе «Грунт».

Для свайных кустов и условных фундаментов реализован учет взаимного влияния друг на друга.

Результаты расчета

Результаты расчета визуализируются в виде мозаик осадок и вычисленных жесткостей. Для уточнения вертикальных жесткостей свай по результатам предыдущего расчета предусмотрена возможность организации итерационного процесса.

Определение упруго-геометрических характеристик композитного поперечного сечения

Реализованный в ПК ЛИРА 10.6 тип задачи «Определение упруго-геометрических характеристик композитного поперечного сечения стержня», позволяет описать произвольные сечения с применением библиотеки материалов и выполнить вычисление всех необходимых жесткостных, пластических, инерционных и приведенных характеристик. Такое сечение может назначаться стержневым конечным элементам расчетной модели, с возможностью анализа распределения напряжений по сечению. Для мономатериального бетонного сечения реализована возможность подбора необходимого или проверки заданного армирования.

Реализация расчета

Расчет выполняется методом конечных элементов. Для моделирования:
  • Тонкостенных фрагментов сечения используется двухузловой конечный элемент;
  • Сплошных фрагментов сечения – трех-, четырех-, шести- и восьмиузловые конечные элементы.

Вычисляются следующие характеристики сечения:

  • Упруго-геометрические характеристики сечения в системах координат:
    • глобальной;
    • вспомогательной (центральная параллельная глобальной);
    • главной центральной;
  • Пластические характеристики;
  • Крутильные характеристики;
  • Сдвиговые характеристики;
  • Жесткостные характеристики сечения в главной центральной системе координат;
  • Массово-инерционные характеристики;
  • Приведенные характеристики материала.

Стационарная задача теплопроводности

Новый тип задачи производит расчет температурного поля в конструкциях с произвольной геометрией для дальнейшего определения напряженно-деформированного состояния от действия вычисленной температуры. Также расчет выполняется, как с учетом потери устойчивости, так и с учетом изменения геометрии конструкции (Монтаж + Теплопроводность).

Для моделирования задачи теплопроводности в ПК ЛИРА 10.6 реализованы следующие нововведения:

  • Добавлены теплофизические свойства материалов для расчета температурного поля;
  • Библиотека материалов пополнена материалами поверхностного теплообмена;
  • Добавлены конечные элементы стационарной задачи теплопроводности и поверхностного теплообмена;
  • В библиотеке загружений созданы новые типы загружения: «Вычисление температурного поля»; «Стадия нелинейного загружения с вычислением температурного поля»; «Стадия возведения сооружения с вычислением температурного поля»;
  • Добавлены новые типы нагрузок стационарной задачи теплопроводности: заданная температура и сосредоточенный тепловой поток в узлах; сосредоточенные, равномерно распределенные и неравномерно распределенные тепловые потоки в элементах; для элементов поверхностного теплообмена – температура окружающей среды.

Новые конечные элементы дают возможность смоделировать температурное взаимодействие конструкции с внешней средой, а новые виды нагрузок – моделировать различные типы температурного воздействия.

Данные нововведения позволяют смоделировать различные ситуации поведения конструкции (от простого нагрева до конвекции) как в двумерной, так и в пространственной постановках.

Результаты расчета

В результате расчета доступна возможность оценить распределение температуры по конструкции, а также перемещения и напряжения (в том числе главные и эквивалентные), которые вызваны температурными деформациями.

Железобетонные конструкции

ПК ЛИРА 10.6 предлагает обширные возможности для конструирования железобетонных конструкций в соответствии с нормами:

  • ДБН В 2.6-98:2009 (ДСТУ Б В.2.6-156:2010, ДСТУ Н Б В.2.6-185:2012);
  • Еврокод EN 1992-1-1:2004 (в том числе с национальным приложениями Республик Беларусь и Казахстан);
  • ACI 318-11;
  • СНиП 2.03.01-84;
  • СП 63-13330-2012 (СНиП 52-01-2003).

Для всех перечисленных норм реализованы требования к расчету элементов, а также внесены соответствующие материалы в базу данных программы. При использовании материалов, отличных от указанных в нормах, их легко можно добавить для работы с помощью «Редактора базы данных материалов».

Произвольное сечение

«Произвольное сечение» позволяет задавать собственную схему расположения арматуры с нужными ограничениями или начальными характеристиками для каждого отдельного арматурного включения.

Расчет и результаты

Расчет элементов может производиться, как в режиме подбора минимально необходимой арматуры, так и в режиме проверки заданного армирования. В результате проверки заданного армирования определяются коэффициенты использования. Результаты расчета визуализируются в виде таблиц, эпюр для стержней и мозаик для пластин. Для детального анализа исходных данных и результатов расчета в указанном элементе предусмотрен «Локальный режим».

Продавливание

Расчет на продавливание производится для безбалочных плит перекрытия и фундаментных плит. Для узлов, которые рассчитываются, можно задать капитель и разгружающие усилия, контур продавливания генерируется автоматически и в случае необходимости его можно отредактировать вручную.

Поверхность несущей способности

Для любого стержня с назначенным железобетонным сечением можно построить поверхность несущей способности, как для первого, так и для второго предельных состояний.

Стальные конструкции

ПК ЛИРА 10.6 выполняет расчеты стальных конструкций по 1-му и 2-му предельным состояниям в соответствии с действующими строительными нормами:

  • ДБН В.2.6-198:2014;
  • СП 16.13339.2011;
  • СНиП II-23-81*.

Расчеты стальных конструкций осуществляются, как в режиме подбора, так и в режиме проверки. При этом производится расчет заданных сечений по прочности с учетом или без учета развития пластических деформаций; по общей устойчивости различных видов (изгибная, изгибно-крутильная, изгибно-балочная); по местной устойчивости; по гибкости; по прогибам и деформациям.

По соотношению действующих усилий автоматически определяется вид напряженно-деформированного состояния и требуемые для данного случая проверки.

Для расчетов доступны разнообразные типы стальных сечений:

  • Одиночные прокатные;
  • Составные;
  • Сварные;
  • Канатные.

Предусмотрена возможность создания пользовательских сортаментов сечений и сталей, на основе существующих или созданных ранее сортаментов. При задании марки стали в зависимости от вида профиля автоматически выбирается тип ее проката.

При задании расчетных длин в параметрах конструирования можно воспользоваться соответствующей утилитой, которая определит значение в соответствии с нормативными и справочными документами.

Реализована возможность расчета конструкцию с учетом коррозионного износа.

Результаты расчета

Результаты расчета отображаются в виде таблиц, мозаик и эпюр. Для конкретного элемента предусмотрено формирование отчета с формулами, подставленными значениями и ссылками на соответствующие пункты норм, что позволяет контролировать полученные результаты.

Редактор грунта

Приоритетной задачей редактора «Грунт» является автоматическое определение переменных по области фундаментной плиты коэффициентов постели.

Осадки вычисляются по схеме линейно упругого полупространства в соответствии с положениями:

  • ДБН В.2.1-10:2009;
  • СНиП 2.02.01-83*;
  • СП 50-101-2004;
  • СП 22.13330.2011.

Средством контроля заданных параметров является геологический разрез, построенный в любом месте массива грунта.

Трехмерная модель грунта

По заданной геологии и физико-механическим характеристикам слоев грунта выполняется построение трехмерной модели грунта. На основе этой модели можно производить генерацию грунтового массива в конечно-элементную модель основной схемы. При этом автоматически назначается материал каждому конечному элементу грунта. Такая модель может быть использована для более точного расчета системы «сооружение фундамент основание», в том числе и с учетом нелинейной работы грунтового основания.

Результаты расчета

В результате расчета под всей областью фундаментной плиты определяются:

  • Эпюры вертикальных напряжений;
  • Глубина сжимаемой толщи;
  • Осадка фундаментов на естественном основании;
  • Коэффициенты постели упругого основания;
  • Разности осадок.

Величины коэффициентов постели для плитных элементов автоматически передаются в расчетную модель для дальнейшего расчета конструкции совместно с грунтовым основанием. Для уточнения давления под подошвой проектируемой фундаментной плиты по результатам предыдущего расчета предусмотрена возможность организации итерационного процесса.

Система документирования

Система документирования предоставляет возможности:

  • Оценки результатов расчета (таблицы с возможностью отметки и индикации на схеме, гистограммы и изображения фрагментов конструкции в требуемом разрешении);
  • Автоматической генерации комплексного отчета, создаваемого на основании содержания, формируемого пользователем, и заполняемого табличными данными, изображениями и фрагментами текста.

Полученный комплексный отчет может быть сохранен во всех наиболее распространенных форматах, таких как: MS Word, MS Excel, HTML, MS Power Point.

Динамически обновляемые изображения

Динамически обновляемые изображения являются нововведением в ПК ЛИРА 10.6, направленным на облегчение, ускорение и повышение удобства формирования отчетов.

При копировании изображения расчетной схемы сохраняется не только сам графический файл, но и все необходимые настройки окна изображения и информация о текущем состоянии расчетной схемы, которая позволит обновить содержимое графического файла после редактирования и внесения изменений в расчетную схему.

Другим преимуществом динамически обновляемых изображений является возможность в любой момент времени вернуться к зафиксированному на изображении фрагменту схемы, при этом камера будет перемещена в соответствующее положение и инициализируются атрибуты представления, которые были установлены на момент сохранения изображения.

Динамически обновляемые изображения экономят время, связанное с фрагментированием и настройкой атрибутов представления расчетной схемы для повторного сохранения изображений.

Интеграция ПК ЛИРА 10.6 с другими расчетно-графическими и документирующими системами

Один из важнейших функционалов ПК ЛИРА 10.6 - обмен данными с другими программными комплексами.

ПК ЛИРА 10.6 предоставляет возможность проводить импорт или экспорт исходных данных и результатов расчета, в целый ряд широко используемых форматов: *.msh; *.stl; *stlA; *stlB; *.obj; *.mesh; *.off; *.poly; *.dxf; *.igs; *.iges; *.3ds; *.neu; *.byu; *.ifc; *.docx; *.xlsx; *.bmp; *.gif; *.png; *.tiff; *.jpeg; *.html; *.pptx; *.avi.

Revit и ПК ЛИРА 10.6

В ПК ЛИРА 10.6 интеграция с Revit реализована, как с архитектурной, так и с аналитической моделью.

Архитектурная модель экспортируется в ПК ЛИРА 10.6 с использованием нейтрального формата IFC.

Передача данных из аналитической модели осуществляется напрямую с помощью специального плагина, который интегрируется в Revit. Это позволяет в свою очередь передавать не только геометрию модели, сечения, материал, шарниры, связи, нагрузки, загружения и их комбинации, но и возвращать в Revit некоторые результаты, в частности подобранную арматуру, а также обновлять геометрию модели.

Реализация в ПК ЛИРА 10.6 нагрузок, не привязанных к сети конечных элементов позволила расширить возможность импорта нагрузок из Revit версий 2016-2017.

Tekla Structures и ПК ЛИРА 10.6

В ПК ЛИРА 10.6 реализована интеграция с программным комплексом Tekla Structures 21:

  • Посредством формата IFC;
  • На основе специального плагина.

Реализация в ПК ЛИРА 10.6 архитектурных элементов позволило сохранить высокую степень идентичности при импорте из Tekla Structures. Аналитическая модель импортируется в виде архитектурных элементов с возможность редактирования и последующего разбиения на конечные элементы для дальнейшего анализа и внесения изменений в расчетную схему. ПК ЛИРА 10.6 имеет полноценную интеграцию с Tekla Structures: из единой информационной модели передаются геометрия модели, сечения конструктивных элементов, граничные условия закреплений, шарниры, нагрузки и их комбинации и т.д.