Оптимизация расчетов зданий при использовании ПК ЛИРА 10.4 и СКАД 21

Развитие информационных технологий не обошло стороной строительную отрасль, уже сегодня рынке программного обеспечения существует многообразие расчетных программ, от самых простых, способных «прикинуть» однопролетную балку до целых комплексов, способных воссоздать поведение зданий с помощью конечных элементов. Все эти программы имеют разный набор расчетных функций, разный рабочий интерфейс и алгоритм работы, но все они должны отвечать требованиям действующих строительных норм и правил. Выбрать из всех «самую лучшую» невозможно, да и не нужно, поскольку программы могут дополнять друг друга и работать в интегрированной связке.

В этой статье я расскажу, как можно использовать программный комплекс ЛИРА 10.4 совместно с подпрограммами расчетного комплекса СКАД для более эффективной работы.

Рассмотрим расчет многоэтажного монолитного железобетонного здания на свайном основании (рис.1), например, такого:

Я начал расчет с создания расчетной модели, поскольку так я смогу учесть взаимную работу свай и здания, так же мне это поможет правильно рассчитать нагрузку на сваю, поскольку здание переменной высоты, а значит способ «деления всего веса здания на количества свай» даст большую погрешность. Комплекс ЛИРА 10.4 выбирают за удобный интерфейс, большое количество расчетных модулей и, на мой взгляд, самое удобное построение модели с помощью архитектурных элементов.

Собрав модель, у меня появился вопрос назначения нагрузок, и если нагрузки собственного веса, веса «пирога» перекрытия или полезная нагрузка рассчитать не сложно, то на значение снеговых мешков или ветрового давления уйдет время. Здесь, я обращусь к подпрограмме СКАД ВЕСТ, которая помогает конструкторам собрать нагрузку согласно нормам «нагрузок и воздействий» на строительные конструкции гражданского назначения (рис 2).

Программа также позволяет, выбрав район строительства, узнать значение расчетной снеговой нагрузки, ветровой, температурные показатели и т.д. Указав очертание кровли, программа вычисляет нагрузку (рис. 3):

Ветровая нагрузка вычисляется аналогично, т.е. предварительно выбирается район строительства и очертание конструкции (рис. 4.)

После приложения нагрузок в программе ЛИРА 10.4 и дальнейшего расчета, можно перейти к анализу результатов. Получаем деформацию схемы (рис 5), а также, что важно на этом этапе – требуемую нагрузку на сваю:

Полученные усилия вычисляется с помощью ввода специальных одноузловых элементов упругой связи. Это усилие N, в формуле 7.2 СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»

В этой формуле помимо коэффициента условия работы сваи и коэффициента надежности по ответственности сооружения (γ₀, γ_n) есть коэффициент γ_k – коэффициент надежности по грунту.

Этот коэффициент зависит от метода расчета свай, если расчет теоретический, то коэффициент принимается равным значению 1,4. В нашем случае, для теоретического расчета потребуется сторонний софт, к примеру, ЗАПРОС, программа семейства СКАД, позволяющая вычислить несущую способность сваи, а также определить ее осадку (рис. 7).

В качестве исходных данных для программы потребуется ввод грунтовых условий и данных о свае – тип сваи (висячая или свая-стойка) и форма сечения. Результатом расчета (рис.8) будет являться значение несущей способности сваи, которое и нужно для формулы 7.2 СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

Также данными несущей способности и осадки сваи можно использовать и для определения жесткости одноузлового конечного элемента. Методика расчета свай подробно разобрана в вебинаре Шпаргалки для конструктора 12.

Таким образом, в этой статье я рассказал и показал, как можно выполнять оптимизацию расчета железобетонного здания на сваях с помощью набора современных программных средств.

Использование в работе нескольких программных комплексов, таких как ЛИРА 10.4, СКАД 21 и их подпрограмм, позволяет существенно ускорить моделирование и расчет зданий. Для обмена расчетных моделей между СКАД 21 и ЛИРА 10.4 существует нейтральный формат системы FEMAP (.neu), что так же ускоряет работу проектировщика.