Особенности работы рамы в пространственной постановке

Попробуем завести ту же самую раму в пространственной постановке.

В верхнем меню выбираем последовательно пункты: → Редактировать[24] → Геомет­рия → Соз­дать: → -ра­ма/ферма.
В дополнительной планке переключателей в окне выбора нажимаем переключатели «3D-стержни», «Рамы», а затем нажимаем кнопку «Установить»
Плоская рама расположена в плоскости XOZ. Привязка ее осуществляется при помощи одной точки P1. В окне информации появляется команда «Установите P1, начальную точку системы». В появившемся диалоговом окне задаем координаты этой точки (0, 0, 0)и нажимаем кнопку «ОК».
В окне информации появляется команда «Установите точку P2, на положительной R-оси». В появившемся диалоговом окне задаем координаты этой точки, т.е. любой точки, лежащей на оси ОX,например, (1, 0, 0)и нажимаем кнопку «ОК».
В окне информации появляется команда «Установите точку P3, точку в RS-плоскости». В появившемся диалоговом окне задаем координаты этой точки – любой точки в плоскости XOZ, не лежащей на оси OX, например (1, 0, 1)и нажимаем кнопку «ОК».
Затем в новом диалоговом окне задаем угол поворота рамы относительно оси -R (в данном случае она совпадает с глобальной осью X) «Угол =0».
В появившемся диалоговом окне задаем: · Шаг dr (пролет рамы по горизонтали) = 6 м; · Кол-во(количество пролетов)=3; · Шаг ds(высота яруса по вертикали) = 6 м; · Кол-во(количество ярусов) = 1; Затем нажимаем кнопку «ОК».
       

Далее порядок действий тот же самый, что и для 2D-рамы, но:

· распределенная нагрузка будет направлена вдоль глобальной оси Z;

· материалы задаются для 3D-стержней (сдвиговые жесткости в этом случае автоматически задаются равными 0, а модули упругости по умолчанию принимаются как для железобетона);

· при вводе узлового шарнира обнуляются моменты вокруг оси Y (шарнир с цифрой «16»).

· Опорные закрепления вводятся по глобальным осям X и Z соответственно.

По идее, поскольку нагрузки действуют только в плоскости рамы, то указанных закреплений должно быть достаточно. Попробуем запустить раму на расчет. Расчет выполнен не будет и программа выдаст следующее сообщение:

Даже если нагрузки действуют только в плоскости рамы, в пространственной постановке рама должна быть закреплена также и из плоскости.

Лучше, чтобы схема закрепления из плоскости соответствовала реальной работе конструкции в здании (например, при расчете фермы логично закрепить ее в местах реального раскрепления ее из плоскости связями или распорками). Для обеспечения пространственной неизменяемости системы, плоская конструкция должна быть закреплена из плоскости как минимум в трех точках (если не накладываются ограничения на углы поворота).

Для обеспечения неизменяемости и сохранения симметрии закрепим нашу раму по оси Y на опорах и в крайних верхних точках, после чего повторно запустим на расчет.

Рис. 31. Схема закрепления рамы из плоскости.

Результаты расчета представлены на рисунке.

Max Ms=73.3734 кНм (элемент 4), Min Ms=-29.0365 кНм (элемент 9)

Рис. 32. Эпюра изгибающих моментов M (кН·м).