что такое рсу и рсн в лире

16. Расчетные сочетания усилий и расчетные сочетания нагрузок. Задание РСУ и РСН в ЛИРА 10.4

Программный комплекс ЛИРА 10.4 значительно шагнул вперед относительно прежних версий (9.6, 9.4, 9.2). Это касается практически всех областей работы с программой: более удобный интерфейс, расчетные возможности, скорость создания моделей, анализ моделей и т.д.
Одна из доработок касается задания сочетаний усилий и сочетания нагрузок.

В более ранних версиях программы (9.6 и ранее) пользователь мог задавать только расчетные сочетания нагрузок. Это не всегда было удобно, поэтому в версии 10.4, мы добавили возможность задавать любую нагрузку: нормативную или расчетную, при этом, в одной задаче могут быть разные виды нагрузок, в зависимости от нужд пользователя.

Данная возможность доступна благодаря реализации двух коэффициентов перехода – к нормативным нагрузкам и к расчетным нагрузкам (рис. 1).

Рис. 1. Задание коэффициентов к нормативным и расчетным сочетаниям нагрузок. ЛИРА 10.4

То есть, если пользователь задает в схеме нормативные нагрузки, в выбранном загружении, то коэффициент к нормативным будет 1, а к расчетным – коэффициент надежности по нагрузке.

Рассмотрим различия в формировании таблиц расчетных сочетаний усилий (РСУ) в зависимости от выбранного нормативного документа СП 20.13330.2011 или СНиП 2.01.07-85*. В данных нормативных документах существуют различия, касающиеся коэффициентов для сочетаний.
Согласно пункту 1.12 СНиП 2.01.07-85*, при учете сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий следует умножать на коэффициенты сочетаний, равные:

Скачать руководство пользователя ЛИРА 10.4
1. Задание таблиц расчетных сочетаний усилий по СНиП 2.01.07-85*

Согласно пункту классификации нагрузок СНиП, пользователю предоставляется возможность выбрать в выпадающем списке тип нагрузки в зависимости от продолжительности действия. При этом, по умолчанию программа считает, что задаются нормативные нагрузки и меняет коэффициент к расчетным и долю длительности в зависимости от выбранного типа нагрузки (рис. 2).

Рис. 2. Выбор типа нагрузки. ЛИРА 10.4

Коэффициенты сочетаний добавляются в таблицу автоматически в зависимости от выбранного типа нагрузки (рис. 3).

Рис. 3. Коэффициенты сочетаний нагрузок для формирования расчетного сочетания усилий (РСУ) по СНиП. ЛИРА 10.4

2. Задание таблиц расчетных сочетаний усилий по СП 20.13330.2011

В зависимости от классификации нагрузки согласно п. 5 СП, пользователю предоставляется возможность выбрать в выпадающем списке тип нагрузки в зависимости от продолжительности действия по аналогии с тем, как это делается для СНиП. Отличия заключаются в том, что коэффициенты для 1 и 2-го основных сочетаний остаются неизменными – 1. Часто у пользователей возникает справедливый вопрос, почему это так.

Это объясняется теми различиями, которые мы рассмотрели выше.

В ЛИРА 10.4 существует еще одна таблица, которая учитывает степень влияния нагрузки. Эта таблица находится в Библиотеке загружений и выводится при нажатии кнопки Коэффициенты сочетания по степени влияния. Логично, что для СНиП в этой таблице во всех полях будут стоять 1.

Рис. 4. Таблица сочетаний по степени влияния для СП 20.13330.2011 и таблица взаимоисключаемых загружений. ЛИРА 10.4

3. Формирование сочетаний для РСН

Рассмотрим, как в ПК ЛИРА 10.4 реализован принцип формирования таблиц для расчетных сочетаний нагрузок.
Формирование таблиц РСН становится доступно при нажатии кнопки Пользовательские сочетания. При этом в столбце коэффициент необходимо вручную указать коэффициент в зависимости от типа сочетания и типа нагрузки (рис. 5).

Рис. 5. Формирование таблицы РСН для основного сочетания по СНиП. ЛИРА 10.4

4. Анализ результатов

При анализе результатов пользователь имеет возможность просматривать результаты как отдельно по сочетаниям, так и по РСУ и РСН.
Для просмотра результатов по расчетным сочетаниям нагрузок необходимо во вкладке Результаты нажать кнопку Загружения/РСН. При этом, пользователь может переключаться между расчетными и нормативными (в том числе, от длительнодействующей части) сочетаниями (рис. 6). Коэффициенты берутся из коэффициентов к загружениям (рис. 1).

Рис. 6. Выбор типа сочетания. ЛИРА 10.4

Для просмотра результатов по расчетным сочетаниям усилий необходимо во вкладке Результаты нажать кнопку Результаты по сочетаниям (рис. 7). Здесь, также, доступны результаты усилий как по нормативным сочетаниям, так и по расчетным.

Рис. 7. Вывод результатов по сочетаниям усилий. ЛИРА 10.4

Источник

РСУ и РСН

Расчетные сочетания усилий и расчетные сочетания нагрузок. Задание РСУ и РСН в ЛИРА-САПР. Разница между РСУ и РСН. Несколько таблиц РСУ и РСН.

Если с загружениями все понятно, то что такое РСУ и РСН и в чем их различия, Вы можете прочитать ниже.

Расчетные сочетания усилий

В программном комплексе ЛИРА-САПР предусмотрено автоматизированное формирование расчетных сочетаний усилий (РСУ).

Определение РСУ заключается в нахождении экстремальных значений тех компонентов напряженно-деформированного состояния (НДС), которые служат критериями наибольшей опасности этого НДС. При этом учитываются особенности НДС конечных элементов различного типа, а количество рассматриваемых РСУ существенно сокращается.

Проще говоря, программа определяет, от каких сочетаний загружений и в какой точке сечения возникает наибольшее усилие или напряжение, и запоминает только эти экстремальные значения.

Так, как в разных элементах схемы экстремальные значения усилий и напряжений могут быть в разных точках сечения, в результатах расчета по РСУ будут отсутствовать перемещения узлов.

Критерии РСУ для стержней

В качестве критериев опасности РСУ для стержневых элементов приняты экстремальные значения нормальных и касательных напряжений, вычисленные в характерных точках приведенного прямоугольного сечения, а также экстремальные значения усилий в сечении.

Для нормальных напряжений применяется следующая формула:

где k – точка сечения стержня (k = 1. 9).

Эта формула преобразуется следующим образом при

:

где c_yi и c_zi – ядровые расстояния в сечении стержня (i = 1,2). Такой подход позволяет определить экстремальные нормальные напряжения в сечении любой формы, приведя ее к прямоугольной.

Для касательных напряжений используется приближенная формула:

Напряжения, вычисленные по формулам (2) и (3), приведены в таблице 1 для каждой точки сечения. При этом используется принятое для усилий правило знаков.

Табл. 1. Приведенные формулы для вычисления напряжений в точках прямоугольного сечения.

Кроме нормальных и касательных напряжений вычисляются экстремальные значения продольной и каждой из перерезывающих сил, горизонтальной и вертикальной реакций упругого основания, а также экстремальные значения изгибающих моментов.

Всего для сечения стержня выбирается 46 значений РСУ.

Нумерация критериев расчетных сочетаний усилий (РСУ) для стержней и соответствующие им напряжения и усилия приведены в таблице 2.

Табл. 2. Критерии РСУ для стержней

Критерии РСУ для пластин

Для элементов плоского напряженного состояния, плит и оболочек в качестве критерия приняты напряжения, определяемые на основании метода Вуда-Армера по следующим формулам:

Нумерация критериев расчетных сочетаний усилий (РСУ) для пластин и соответствующие им напряжения приведены в таблице 3.

Табл. 3. Критерии РСУ для пластин

Критерии РСУ для объемных КЭ

Критерием для определения расчетных сочетаний усилий (РСУ) для объемных КЭ приняты экстремальные значения напряжений. Нумерация критериев и соответствующие им напряжения приведены в таблице 4.

Табл. 4. Критерии РСУ для объемных КЭ

Критерии РСУ для специальных КЭ

Критерием для определения опасных сочетаний в специальных (одноузловых КЭ 51, 56 и двухузловом КЭ 55) элементах приняты экстремальные значения усилий.

Для КЭ 51, 55 и 56 принята нумерация критериев от 1 до 12, соответствующая индексации усилий в этом КЭ.

Для законтурных элементов грунта (КЭ 53, 54) РСУ не вычисляются.

В процессоре РСУ реализованы следующие нормативы:

Расчетные сочетания нагружений

Система РСН – это процессор, предназначенный для вычисления перемещений в узлах и усилий (напряжений) в элементах от стандартных и произвольных линейных комбинаций загружений. Под стандартными линейными комбинациями подразумеваются комбинации (сочетания), которые установлены нормативными документами.

В процессоре РСН реализованы следующие нормативы:

В чем же принципиальная разница между РСУ и РСН?

Система РСУ перебирает все возможные сочетания загружений и в результаты записывает лишь самые неблагоприятные из них, тогда как система РСН в результаты записывает все сочетания, созданные пользователем.

Зачем задавать в одной задаче и таблицу РСУ и таблицу РСН?

Для анализа деформаций строительных конструкций и перемещений в узлах схемы мы выполняем расчет по расчетным сочетаниям нагружений (РСН).

Бывает так, что в схеме около 30 загружений, из которых 10 – динамические, и в каждом динамическом загружении еще и по 10 форм колебаний. Итого выходит 120 загружений. Для сокращение времени вычисления усилий для последующего конструирования в данном случае разумно выполнять расчет по расчетным сочетаниям усилий (РСУ).

Можно ли в одной задаче задать несколько таблиц РСУ и РСН?

В програмном комплексе Лира-САПР есть возможность задания нескольких таблиц расчетных сочетаний нагружений (РСН) и расчетных сочетаний усилий (РСУ). Многотабличность необходима в случаях, когда нужно посчитать разные конструктивные элементы с учетом разных коэффициентов ответственности, когда необходимо провести сравнительный расчет конструкций по разным нормативам. Дополнительные таблицы РСН могут создаваться для анализа деформаций расчетной схемы т.е. не использоваться в конструктивном расчете.

Примеры применения таблиц РСУ и РСН

Источник

РСУ и РСН.

РСУ (расчетные сочетания усилий), цель—выявление пиков напряжений от комбинаций ряда нагружений. Все найденные пики во времени взаимно независимы,
исключения случайны.
РСН (расчетные сочетания нагружений, сумма результатов нагружений),картина усилий(напряжений ) от жестко назначенных комбинаций нагружений. Каждая комбинация представляет собой некое реально возможное состояние элемента во времени со своей картиной усилий(напряжений)

обычно считаешь на расчетные нагрузки(завышенные против натуральных или нормативных), в рсу показываешь коэффициенты надежности(перегрузки) которые использовал, нужны для программного возврата к нормативным усилиям для расчета на трещины.(расчетные усилия используются для подбора арматуры по прочности).
армировать можно по всякому, но по РСН можно пропустить какое либо сочетание(вперед не знаешь какое худшее и делаешь их сам), по рсу избавлен от такого риска.
в нелинейном расчете арматура задается изначально, идет проверка жизнеспособности принятых решений при реально возможном задании последовательности событий.

Материал ЖБ. Но это неважно насколько я понимаю.

Вот цитаты с двж:
maestro
А что там расказывать? РСУ не визуализируешь и конструкцию не оценишь. Поэтому для анализа

глазами все равно нужен РСН. А если у тебя всего 8-10 загружений. да максимум (с розой

ветров на 8 направлений)- 8 РСНов- то зачем платить больше и еще заводиться с РСУ. Есть

динамика- Есть РСУ. Нет динамики- нет РСУ. Это ессно для гражданского железобетона. Вдобавок

у РСУ есть страшный недостаток- невозможно оценить усилия по расчету РСУ. Т.е. глазом не

окинешь, на коленке не прикинешь, элемент, резко отличающийся от соседей по нагрузкам не

найдешь с первого взгляда, усилия не оценишь. Это плохо.. Вреней, не то чтобы плохо. Но

это- как полет по приборам. Задал таблицу- получил арммирования. Усилий- не видел толком. А

РСН- полет, когда землю видишь. Ты видишь, на какие усилия армируются колонны. Ты их

пощупал, посмотрел, оценил. Вот и все. Поэтому без РСН (как в Мономахе)- трудно. Хотя я

вполне поманию, что есть обширнейшие классы инженерных задач, где РСУ- самое простое

средство анализа конструкции. Но это- не гражданский железобетон.

Разработчик
maestro Цитата:И главное- используя принцип минимизации применяемых средств и экономии

сущностей, принимайте такие проектные решения, для обоснования и расчета которых

нелинейность просто не нужна. Для 99% обычных конструкций- это вполне реально. Да и надежней

получается. Нелийность- слишком тонкий инструмент, чтобы все задачи им решать. Оставьте

нелийненость для большепролетных облочек и колосальных конструкций

Источник

Знакопеременна ли сейсмика?

Собственно говоря возник этот вопрос в связи вот с чем.Разберёмся что такое РСУ и РСН. РСУ это расчётные сочетания усилий. В этой табличке мы задаём свойства нагрузок: их временность, знакопеременность и коэффициент перехода от расчётной к нормативной. Лира при этом автоматически расчитывает все варианты сочетаний этих нагрузок с учётом их возможного взаимоисключения указываемого также.РСН это расчётные сочетания нагрузок. В этой табличке мы задаём все те-же свойства, что и в табличке РСУ, но при этом мы.

Собственно говоря возник этот вопрос в связи вот с чем.
Разберёмся что такое РСУ и РСН.
РСУ это расчётные сочетания усилий. В этой табличке мы задаём свойства нагрузок: их временность, знакопеременность и коэффициент перехода от расчётной к нормативной. Лира при этом автоматически расчитывает все варианты сочетаний этих нагрузок с учётом их возможного взаимоисключения указываемого также.
РСН это расчётные сочетания нагрузок. В этой табличке мы задаём все те-же свойства, что и в табличке РСУ, но при этом мы можем сами составлять возможные сочетания нагрузок, а можем воспользоваться кнопками АВТОМАТИЧЕСКОГО создания сочетаний. Если задать одинаковые свойства для загружений, что в РСУ, что в РСН то данные расчётов в прикладных ЛИР-СТК и ЛИР-АРМ будут идентичные при расчёте по РСУ и по РСН. Я так думаю, но не проверял пока.

Это было вступление, чтобы Вы могли понять суть вопроса. Так вот, в РСУ при задании нагрузки как «Сейсмической» автоматически ставится галочка на пункте ЗНАКОПЕРЕМЕННОСТЬ. Т.е. по логике вещей и в табличке РСН должна стоять такая-же ЗНАКОПЕРЕМЕННОСТЬ. Но вот дилема, в примере ЛИРЫ под номером 3 (расчёт рамы), при задании сейсмической нагрузки в таблице РСН мы видим следующее (см. скриншот), т.е. знакопеременность ставить НЕ НУЖНО.

Вот в связи с этим и возникает вопрос: нужно ли ставить знакопеременность в таблице РСН.

Добрый день, РастОК!
Примеры расчета и проектирования расскрывают функциональные возможности программного комплекса (не охватывают все возможные варианты), при этом не являются строгим алгаритмом создания расчетных моделей.
В первую очередь, Вы должны принимать решение.

Желательно, чтобы эти примеры правильно и в полной степени раскрывали функциональные возможности.

Насчёт того, что именно я принимаю решение. Если уж вы не даёте мне принимать решение в РСУ то думаю нужно либо так-же не давать это делать в РСН, либо ДАТЬ МНЕ ПРИНИМАТЬ РЕШЕНИЕ при задании Сейсмики в таблице РСУ.

В программном комплексе предусмотрено автоматизированное формирование расчетных сочетаний усилий (РСУ), соответствующее нормативным документам, действующим в проектировании объектов строительства.
Выбор РСУ в проектировании всегда был кропотливой трудоемкой задачей. Проблема состояла в том, что требовалось не только вычислить большое количество сочетаний и проанализировать результаты, но при этом не было гарантий оптимума полученных значений.
Разработчики применили для вычисления РСУ новый, оригинальный подход, заключающийся в следующем.
В общем случае напряженно-деформированного состояния критерием определения опасного РСУ служат экстремумы упругого потенциала в какой-либо точке тела при действии на него усилий от многих загружений. В такой постановке легко учитываются особенности напряженного состояния конечных элементов различного типа. Это позволяет значительно сократить количество рассматриваемых РСУ, не утратив наиболее опасных из них.
Так, например, для стержневых элементов задача выбора РСУ сводится к нахождению экстремальных значений нормальных и касательных напряжений, вычисленных в характерных точках сечения. Поэтому и критериями здесь являются экстремальные напряжения в этих точках сечения.
В элементах плоского напряженного состояния, плитах и оболочках задача выбора РСУ сводится к рассмотрению огибающих кривых напряжений в зависимости от угла наклона главных площадок. Подробнее о критериях РСУ – в документации к программному комплексу.
Чтобы осознанно воспользоваться автоматизацией РСУ, пользователь должен познакомиться с общими правилами формирования РСУ в ПК ЛИРА.

Система РСН предназначена для вычисления перемещений в узлах и усилий (напряжений) в элементах от стандартных и произвольных линейных комбинаций загружений. Под стандартными линейными комбинациями подразумеваются комбинации (сочетания), которые установлены нормативными документами.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Источник

Что такое РСУ (Расчетные Сочетания Усилий)?

Инженеры-расчетчики, которые только начинают свою профессиональную деятельность, в ходе расчетов объектов неизбежно столкнутся с вопросом: что такое РСУ? В этой статье описано что это и зачем нужно.

Основные положения

РСУ (Расчетные Сочетания Усилий) требуется выполнять для определения тех самых сочетаний отдельно заданных нагружений, которые могут быть решающими и наиболее опасными. На основании таких комбинаций вычисляются внутренние силовые факторы для каждого рассчитываемого стержня или узла, по которому и будет назначена и проверена жесткость.

Механизмом работы определения РСУ является принцип суперпозиции, согласно которому программа SCAD автоматически осуществляет выборку невыгодных сочетаний усилий. Они создают в элементах расчетной схемы максимально упругие напряжения в характерных точках или площадках заранее назначенных конечных элементов.

Согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» п.5, выделяют несколько типов нагрузок, которые отличаются друг от друга, среди прочих, и продолжительностью воздействия на конструкцию, а именно:

Ради практического упрощения работы с типами нагрузок в рамках среды SCAD, реализованые дополнительные типы, в том числе крановые, неактивные (например, к ней относится статическая составляющая ветрового воздействия, так как является она частью динамического загружения ветра), специальные.

Стоит помнить, что такое РСУ определяется для каждого элемента расчетной схемы в отдельности, в частности даже для каждого сечения. При этом, найденный набор комбинаций может не совпадать для различных элементов. Таким образом, для системы в целом получаются сочетания нагружений, которые физически не действуют одновременно, поэтому нельзя построить, например, эпюру или изополя РСУ. Но, тем не менее, инструменты, которые реализованы в SCAD, позволяют построить огибающую моментов или нормальных сил, то есть какого-либо одного силового фактора.

Логические связи между загружениями

Одним из самых главных элементов исходных данных для расчетных сочетаний является назначение логических связей между загружениями. В рамках расчетных программ можно выделить несколько типов логических взаимодействий:

Помимо вышеуказанных связей, предусмотрена так же знакопеременность заданных загружений. Таковыми являются практически все динамические нагрузки, в частности сейсмика и пульсация ветра.

Особые загружения, например сейсмика, согласно СП 14.13330.2018 п. 5.1, не должны действовать вместе с ветровыми нагрузками, то есть являются взаимоисключающими. Это можно пометить вручную в таблице РСУ или доверить программе, которая автоматически исключит их из совместного действия. По такому же принципу автоматическому исключения в SCAD реализовано одновременное воздействие статической и динамической ветровой нагрузки.

Коэффициенты РСУ

• столбец (1) — первое основное сочетание: для всех видов загружений, кроме особых, К=1 (для особых К=0).
• столбец (2) — второе основное сочетание: для постоянных К2= 1; длительно действующих К2=0,95; кратковременных, крановых и тормозных К2=0,9 особых К2=0.
• столбец (3) — особое сочетание: для постоянных К3=0,9; длительно действующих К3=0,8; кратковременных К3=0,5; крановых и тормозных К3=0; сейсмических К3=l; прочих динамических К3=0.

Выводы

Поняв, что такое РСУ, инженер-расчетчик может осуществлять подбор профилей или арматуры. Таким образом, правильно задав в расчетной схеме все загружения, действующие на проектируемый объект, определив их тип логические взаимосвязи, можно осуществить подбор каждого сечения элементов с проверкой на прочность.

Источник