17. Проверка несущей способности стальных сечений
Постпроцессор предназначен для проверки (экспертизы) несущей способности стержневых элементов стальных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II-23-81* “Стальные конструкции”.
В настоящей версии постпроцессора поперечные сечения стержней могут быть из одиночных прокатных профилей, из сварных двутавровых и коробчатых сечений, заданных как параметрические сечения, а также из сварных сечений произвольной конфигурации, подготовленных с помощью Конструктора сечений. Постпроцессор может использоваться и для подбора стержней в тех случаях, когда их поперечные сечения приняты из одиночных прокатных профилей.

Рис. 17.1. Инструментальная панель постпроцессора проверки несущей способности стальных сечений
Инструментальная панель режима (рис. 17.1) включает следующие функции:
– установка параметров;
– назначение конструктивных элементов;
– назначение групп конструктивных элементов;
– подтверждение выбора конструктивных элементов;
– сброс установленного режима;
– назначение групп унификации;
– формирование отчета;
– активизация расчета (режим экспертизы сечений);
– визуализация результатов на схеме;
– визуализация результатов по выбранному конструктивному элементу или унифицированной группе;
– отображение расчетной схемы;
– состав группы конструктивных элементов;
– информация о подобранных сечениях элементов;
– подбор сечений.
Проверка несущей способности сечений выполняется для конструктивных элементов. Конструктивный элемент моделирует физически однородный элемент конструкции – стойку рамы, подкрановую (надкрановую) часть колонны, сплошностенчатый ригель, пояс фермы и т. д. Геометрическая длина конструктивного элемента равна сумме длин конечных элементов, его образующих.
В качестве конструктивного элемента рассматривается непрерывная цепочка стержневых конечных элементов, обладающая следующими свойствами:
элементы, входящие в цепочку, лежат на одной прямой без разрывов (точность определяется параметром совпадения узлов);
у всех элементов цепочки одинаковый тип жесткости;
все конечные элементы цепочки имеют одинаковый тип;
у всех элементов цепочки одинаково ориентированы главные оси поперечного сечения;
элементы цепочки не имеют жестких вставок и шарниров (допускается только в начальном и в конечном узлах цепочки);
элементы цепочки могут входить только в один конструктивный элемент.
В некоторых случаях конструктивный элемент может состоять только из одного стержневого конечного элемента. Когда такими свойствами обладает ряд отдельных стержневых элементов (например, стойки или раскосы фермы), то они могут быть объединены в группы и проверка несущей способности выполняется для всей группы конструктивных элементов. Обязательными условиями для элементов, входящих в группу являются:
одинаковый тип сечения;
одинаковый тип конечных элементов;
одинаковые коэффициенты расчетной длины.
Поскольку к конструктивным элементам и группам предъявляются перечисленные выше специальные требования, а контроль их выполняется в процессе назначения и расчета, то в этом случае обычные группы элементов не используются.
Для всех элементов, входящих в состав конструктивных элементов и групп конструктивных элементов, должны быть вычислены расчетные сочетания усилий (РСУ).
Установка параметров
Начальная установка параметров выполняется в диалоговом окне Параметры настройки (рис. 17.2). Введенные в окне данные автоматически присваиваются всем конструктивным элементам и группам конструктивных элементов. В тех случаях, когда конструктивный элемент или группа имеют значения параметров настройки отличные от заданных в окне, эти параметры задаются в диалоговых окнах Конструктивный элемент или Группа конструктивных элементов.
По умолчанию приняты: коэффициент условий работы – 1.0, а предельная гибкость – 150.
При назначении коэффициент условий работы задается в интервале 0.7(1.2, а предельная гибкость – в интервале 120(400.
Класс стали выбирается из списка классов сталей, расчетное сопротивление стали принято независимым от вида проката. Это значение не может быть изменено пользователем. Если по каким-то соображениям необходимо задать другое значение расчетного сопротивления, то в списке сталей следует установить строку Другая (сталь) и ввести значение в поле ввода (эта строка устанавливается при начальном входе в окно).
Рис. 17.2. Диалоговое окно
Параметры настройки
Назначение конструктивных элементов
При задании конструктивных элементов необходимо выполнить следующие операции:
нажать кнопку Назначение конструктивных элементов;
выбрать на схеме стержни, входящие в конструктивный элемент;
нажать на кнопку ОК в инструментальной панели.
После выполнения последнего действия появляется диалоговое окно Конструктивный элемент (рис. 17.3). В этом окне задаются характеристики элемента. В их число входят: имя элемента, коэффициенты расчетной длины, а также данные, задаваемые в окне Параметры настройки. Эти данные могут быть изменены пользователем. В этом случае конструктивный элемент будет иметь параметры, отличные от назначенных для всей схемы.
Коэффициенты расчетной длины являются множителями к геометрической длине конструктивного элемента и служат для определения расчетных длин конструктивного элемента (физически однородного стержня) в плоскостях главных осей поперечного сечения. При их назначении следует исходить из расстояния между точками закрепления элемента в реальной конструкции и характера этого закрепления (жесткая или упругая опора, препятствие угловым или линейным перемещениям).
Рис. 17.3. Диалоговое окно Конструктивный элемент
В окне реализованы и другие операции. В частности, можно заменить сечения стержней, входящих в конструктивный элемент (кнопка Заменить сечение). В последнем случае проверка несущей способности будет выполняться для сечения, отличного от заданного в жесткостных характеристиках (автоматический расчет измененной схемы не выполняется !). Кроме того, этот элемент должен быть исключен пользователем из унифицированной группы, в которую он входил (если только замена не выполнялась для всех конструктивных элементов данной группы унификации).
После ввода всех данных о конструктивном элементе, включая имя элемента, следует нажать кнопку Добавить новый. Перед включением нового конструктивного элемента в список конструктивных элементов, подлежащих проверке, выполняется контроль корректности назначения. Если в результате контроля обнаружено, что выбранные элементы не соответствуют перечисленным выше требованиям к конечным элементам, составляющим конструктивный элемент, то появляется диалоговое окно Ошибки (рис. 17.4).
Рис. 17.4. Диалоговое окно Ошибки в конструктивных элементах
В приведенном в этом окне списке возможных ошибок доступными будут опции с указанием на ошибки, допущенные при назначении конструктивного элемента. Для визуализации ошибок следует включить одну из доступных опций и нажать кнопку Показать на схеме. Окно закрывается после нажатия кнопки Отмена. Если в конструктивном элементе допущено несколько ошибок, то для их анализа кнопку следует нажать соответствующее число раз.
Назначение групп конструктивных элементов
В тех случаях, когда конструктивный элемент содержит только один стержень, есть возможность объединить такие стержни в группы и выполнять проверку и, при необходимости, унификацию на уровне групп. Операции по назначению групп конструктивных элементов и заданию их характеристик аналогичны описаным выше для конструктивных элементов. Характеристики групп задаются в диалоговом окне Группы конструктивных элементов для проверки сечений (рис. 17.5).
Следует помнить, что замена сечения выполняется для всех конструктивных элементов группы. Таким образом, после выполнения этой операции все конструктивные элементы группы будут иметь одинаковое сечение.
При обнаружении ошибок, допущенных при задании группы конструктивных элементов, после нажатия кнопки Добавить новую появляется диалоговое окно Ошибки (рис. 17.6) с перечнем ошибок. Правила работы с этим окном такие же, как и правила работы с окном Ошибки для конструктивных элементов.
Рис. 17.5. Диалоговое окно
Группы конструктивных элементов для проверки сечений
Рис. 17.6. Диалоговое окно Ошибки для групп конструктивных элементов
Корректировка параметров конструктивных элементов и групп конструктивных элементов
Любые из первоначально заданных параметров конструктивных элементов или групп конструктивных элементов (включая состав входящих в них конечных элементов) могут быть изменены в процессе экспертизы и подбора.
Если изменения касаются состава и параметров конструктивного элемента или группы, то после внесения изменений следует нажать кнопку Заменить, стоящую справа от списка конструктивных элементов или их групп. При замене сечения используется кнопка Заменить сечение, о которой уже говорилось выше.
Изменения в состав конструктивных элементов или их групп выполняются аналогично заданию. Для этого необхо