Активация
Активация предварительного расчёта осуществляется в конфигурации несущей способности. Соответствующий флажок находится в разделе «Общие». Предварительный расчёт выполняется для всех соединительных узлов, которым назначена конфигурация несущей способности с активированным предварительным расчётом.
Сокращение сочетаний нагрузок
Снижение объёма вычислений достигается за счёт сокращения количества рассчитываемых сочетаний нагрузок. Полный расчёт требует, чтобы все позиции нагрузки из действующих сочетаний нагрузок были проверены на всех узлах соединительного узла. Однако количество вероятно определяющих позиций нагрузки можно ограничить значительно меньшим числом, при этом действуют следующие допущения:
- Сочетания нагрузок, вызывающие наибольшие компоненты внутренних сил в примыкающих концах стержней, являются определяющими и для соединительного узла.
- При сонаправленных внутренних силах определяющими являются нагрузки, наибольшие по абсолютной величине.
- Если экстремальная компонента внутренних сил (при допуске 0,1 % от величины) возникает при двух позициях нагрузки, то обе следует считать определяющими.
- Внутренние силы порядка +/- 1 Н или 1 Нм пренебрежимо малы.
- Учитываются только концы стержней, не закреплённые в подмодели.
Выявленные при этих допущениях сочетания нагрузок в большинстве случаев действительно содержат все определяющие. Однако нельзя исключить, что из-за необычной позиции нагрузки отдельные значимые сочетания будут упущены. Поэтому данный метод подходит только для предварительного расчёта.
Пример применения
На этом простом примере двухстороннего узла примыкания балок к колонне демонстрируется эффективность и принцип работы. Полезные, ветровые и снеговые нагрузки, действующие на стальную рамную конструкцию в 21 сочетании нагрузок, дают следующие внутренние силы в рассматриваемом узле соединения.
В таблице выделены все строки, которые в соответствии с изложенными выше допущениями определены как определяющие сочетания нагрузок. База колонны считается закреплённой, поэтому нагрузки в нижней части колонны не учитываются. К этому добавляется случай, когда СН 11 в стержне 4 вызывает максимальную поперечную силу по оси Z, равную 28,243 кН, которая находится в пределах 0,1 % допуска от максимальной поперечной силы по Z для расчётной ситуации в СН 13 (28,268 кН). Это приводит к сокращённому набору вероятно определяющих сочетаний нагрузок: 6, 7, 8, 9, 11 и 13, которые также указаны в таблице «Сводка предварительного расчёта». Таким образом, количество рассматриваемых сочетаний сокращается с 21 до 6.
Сравнение использования компонентов соединительного узла с результатами полного расчёта показывает, что компоненты, испытывающие действительно критические нагрузки, можно правильно подобрать уже на основе предварительного расчёта. В то же время использование одного болта фланцевого соединения недооценивается на 0,8 %. Определяющее здесь сочетание нагрузок СН 3 не было выявлено предварительным расчётом. Это демонстрирует чувствительность метода к особым позициям нагрузки, при том что погрешность в этом, как и в большинстве других типовых случаев применения, пренебрежимо мала.
Поскольку определение вероятно определяющих случаев нагрузки происходит на замещающей КЭ-модели, для соединительных узлов, определённых на нескольких узлах, часто бывает так, что для какого-либо узла вообще не выявляется ни одного сочетания нагрузок. Соответственно, для этого узла нет и результатов, что приводит к отсутствию графического вывода. Соответствующие узлы в таком случае отображаются серым цветом. Кроме того, в сводной таблице предварительного расчёта перечисляется, какие узлы были рассчитаны.
