1

Гепард-А. Проектирование

металлоконструкций на основе

параметризованных моделей

Рычков С.П. 8-917-819-3644, rychkov@sama.ru

Теплых А.В. 8-917017-0061, www. Kbtsamara.ru

ООО “КБТ”, Самара

Основные функции Гепард-А Быстрое создание параметризованной расчетной модели, в том числе задание

типовых загружений Генерация сетки конечных элементов, либо на изгибаемых стержнях, либо на

оболочках Экспорт КЭМ либо в формате SCAD либо NASTRAN для дальнейшего анализа Анализ модели в Гепард-А, вычисление РСУ Выполнение проверок прочности, устойчивости, прогибов по действующим

нормам Подбор рациональных сечений конструктивных элементов рам Экспорт в формате SCAD для выполнения анализа в составе модели здания Импорт результатов анализа из SCAD и уточнение параметров сечений с

учетом силовой работы рамы в составе здания Автоматизированное проектирование узловых соединений рам Автоматическое формирование документов в формате Word

процесса сбора нагрузок, выполнения проверок, проектирования узлов и т.п.

2

3

Объекты проектирования Гепард-А Плоские рамы из сварных двутавров

переменного сечения и стандартных профилей: Типовые рамы:

Однопролетные - с шарнирным и жестким сопряжением колонн с фундаментом

Многопролетные с комбинированным опиранием колонн на фундамент

Многоконьковые Многоэтажные Сегментные рамы

Рамы произвольной конфигурации Узловые соединения рам:

Геометрия и РСУ - из расчетной модели рамы Изолированные узлы

4

Рама с шарнирным опиранием колонн на фундамент

Параметры задания модели типовой рамы: количество коньков и размеры пролетов; привязка наружных, внутренних колонн и

коньков относительно разбивочных осей; уклоны ригелей и внешних колонн; размеры основных и дополнительных

сечений колонн, ригелей и балок уровней; параметры ребер жесткости

5

Рама с жестким опиранием колонн на

фундамент

6

Многопролетная рама

7

Многоконьковая рама

8

Многоэтажная рама

9

Рама произвольной конфигурации Модель рамы произвольной конфигурации строится из совокупности

конструктивных элементов (КОЭ), соединяющихся между собой в узлах сопряжения

Расположение КОЭ в пространстве определятся положением его узлов Координаты узлов служат параметрами рамы Параметрами КОЭ являются концевые и дополнительные сечения,

поперечные ребра Нагрузки, закрепления, шарниры и сосредоточенные массы задаются в

терминах КОЭ

10

Базы колонн

11

Оголовки колонн

12

Прямой фланцевый стык Выполняется компоновка и подбор диаметра болтов Определяются размеры катетов сварных швов Вычисляются коэффициенты использования

13

Косой фланцевый стык с поперечным ребром

14

Автоматизация задания нагрузок Нагрузки задаются в терминах геометрической модели рамы Автоматизировано задание нагрузок:

Веса конструкции и постоянных составляющих Снеговых Ветровых Крановых

Снеговые, ветровые и крановые загружения формируются в соответствии с требованиями СП 20.13330.2011

Предусмотрено задание нагрузок произвольного вида

15

Параметризация расчетной модели Изменение любого параметра расчетной модели приводит к

автоматической перестройке всей геометрии и нагрузок Производится вычисление текущей массы конструкции

16

Автоматическое создание сетки конечных элементов Сетка изгибаемых стержней

Элементы с постоянными параметрами по длине Линейное изменение параметров по длине Учет податливости на сдвиг

Сетка на основе оболочечных элементов Разбиение с учетом заданных поперечных и продольных ребер

17

Задание шарниров и закреплений

На типовых рамах шарниры и закрепления создаются автоматически Предусмотрено задание дополнительных шарниров и закреплений

пользователем в произвольных сечениях рамы

Автоматическое преобразование нагрузок с геометрии в конечно-элементные нагрузки

18

Выполнение анализа модели Анализ выполняется для стержневой модели Виды анализа

Линейный статический Анализ устойчивости по Эйлеру Расчет собственных форм и частот

Вычисление РСУ методами линейного программирования По линейным критериям

в пяти точках профиля По нелинейным критериям в двух точках профиля В соответствии с п. 6.4 СП 20.13330.2011

Автоматический выбор комбинаций загружений В комбинации загружения достигается максимум по одному из

критериев РСУ в одном из конечных элементов Выполнение анализа устойчивости для выбранной комбинации

загружений

maxminmax ,,

max_ýêâ

19

Отображение результатов Результаты выводятся для загружений и комбинаций загружений

В графическом виде В листинг

Форматы вывода результатов на конечных элементах Продольные и поперечные силы Изгибающие моменты Напряжения в точках вычисления РСУ РСУ на элементе

20

Проверки ограничений по СНиП Для отдельных комбинаций загружений По огибающей всех комбинаций

проверки прочности; проверки местной устойчивости стенок отсеков изгибаемых элементов; проверки устойчивости колонн постоянного сечения; проверки несущей способности ригеля с гибкой стенкой; проверки прогибов

Вывод коэффициентов использования по критериям проверки Автоматическое формирование отчетов в формате Word

Проверки прочности по критическому фактору при совместном действии M и N (ф. 50) по касательным напряжениям (ф. 29) по эквивалентным напряжениям в стенке (ф. 33) по касательным напряжениям в опорных сечениях (ф. 41)

21

Проверка местной устойчивости стенок отсеков

22

23

Проверки ограничений по СНиП Проверка устойчивости колонн постоянного сечения

по критическому фактору устойчивость в плоскости рамы устойчивость из плоскости рамы устойчивость стенки свес поясных листов предельная гибкость в плоскости действия момента предельная гибкость из плоскости действия момента устойчивость плоской формы изгиба

24

Функции проектирования

Автоматизированный подбор сечений по условиям прочности и устойчивости Для изгибаемых элементов Для колонн постоянного сечения Применение аппарата групп сечений

25

Функции проектирования

Узловые соединения рам Автоматическое определение РСУ для узлов Автоматическое формирование геометрии узла –

размеров сечений и углов Изолированные узлы Рациональный подбор параметров узла, при

заданных ограничениях Контроль коэффициентов использования по всем

параметрам Возможность интерактивного изменения параметров

узла пользователем Вывод отчета по проектированию узла в формате

Word

26

Функции проектирования, базы колонн

27

Функции проектирования, фланцевые соединения

28

Функции проектирования

Автоматическое формирование нагрузок на фундамент Расчет поясных сварных швов

29

Совместная работа со SCAD и Nastran Экспорт конечно-элементной модели, условий

нагружения, расчетных длин в текстовом формате SCAD Стержневая модель Оболочечная модель – анализ местной устойчивости в

SCAD Модификация модели в SCAD и последующий

импорт результатов анализа Возможность использования результатов в операциях

проверок, подбора сечений, проектирования узлов. Экспорт в текстовом формате NASTRAN

Стержневая модель Оболочечная модель – анализ местной устойчивости и

нелинейный анализ

30

Экспорт моделей в SCAD

31

Назначение Гепард-А

Вариантное проектирование рам на основе просмотра большого количества конструктивных решений

Автоматизированное проектирование типовых узлов Автоматическое документирование процесса

проектирования Генерация конечно-элементных моделей рам

переменного сечения с последующим экспортом в SCAD и сборкой модели каркаса здания

Возможность оперативного, в течении 1 часа, определения массы конструкции типовой рамы и оценка стоимости проекта