Руководство пользователя - scadsoft › download › kristall.pdf · 2....

S C A D G r o u p

Программный комплекс S t r u c t u r eC A D

для Windows 95/98/NT

К Р И С Т А Л ЛРасчет элементов

стальных конструкций по СНиП II-23-81*Версия 3.3

Р у к о в о д с т в о п о л ь з о в а т е л я

УДК 539.3+624.014

Авторский коллективинж. Гавриленко И.С., к.т.н. Криксунов Э.З., к.т.н. Микитаренко М.А.,д.т.н. Перельмутер А.В., к.ф.-м.н. Перельмутер М.А.

�КРИСТАЛЛ�. Расчет элементов стальных конструкций поСНиП-II-23-81*. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. Версия3.3.

В руководстве приводятся описание функциональных возможностейпрограммы Кристалл, технологии использования, рекомендации поприменению Кристалл в задачах проектирования стальных конструкций.

Программа предназначена для специалистов-проектировщиков,обладающих минимальными навыками работы с компьютером.

SCAD Group, 2000

Руководство пользователя 3

Оглавление1. Предварительные сведения -----------------------------------------------------------------------------------42. Общее управление программой ------------------------------------------------------------------------------6 2.1 Элементы управления -------------------------------------------------------------------------------------6 2.2 Главное окно --------------------------------------------------------------------------------------------------6 2.3 Диалоговое окно �Параметры�---------------------------------------------------------------------------9 2.4 Конструирование поперечных сечений ------------------------------------------------------------- 12 2.5 Сервисные функции--------------------------------------------------------------------------------------- 163. Справочные и вспомогательные операции-------------------------------------------------------------- 18 3.1 Диалоговое окно �Стали� -------------------------------------------------------------------------------- 18 3.2 Диалоговое окно �Сортамент металлопроката� ----------------------------------------------- 21 3.3 Диалоговое окно �Болты� -------------------------------------------------------------------------------- 21 3.4 Диалоговое окно �Предельные гибкости� ---------------------------------------------------------- 22 3.5 Диалоговое окно �Коэффициенты условий работы� ----------------------------------------- 23 3.6 Диалоговое окно �Огибающие� ------------------------------------------------------------------------ 23 3.7 Диалоговое окно �Геометрические характеристики� ----------------------------------------- 26 3.8 Диалоговое окно �Расчетные длины�---------------------------------------------------------------- 27 3.9 Диалоговое окно �Материалы для сварки� ------------------------------------------------------ 30 3.10 Диалоговое окно �Предельные прогибы� --------------------------------------------------------- 304. Проверки------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 31 4.1 Диалоговое окно �Сопротивление сечений� ---------------------------------------------------- 31 4.2 Диалоговое окно �Болтовые соединения�---------------------------------------------------------- 35 4.3 Диалоговое окно �Фрикционные соединения� -------------------------------------------------- 38 4.4 Диалоговое окно �Местная устойчивость� ------------------------------------------------------- 39 4.5 Диалоговое окно �Сварные соединения� ----------------------------------------------------------- 395. Проектирование конструктивных элементов------------------------------------------------------------ 42 5.1 Диалоговое окно �Элементы ферм�------------------------------------------------------------------ 42 5.2 Диалоговое окно �Балки� -------------------------------------------------------------------------------- 44 5.3 Диалоговое окно �Стойки� ------------------------------------------------------------------------------- 47 5.4 Диалоговое окно �Опорные плиты�------------------------------------------------------------------- 49 5.5 Диалоговое окно �Неразрезные балки� ------------------------------------------------------------- 506. Создание отчета ------------------------------------------------------------------------------------------------- 527. Нештатные ситуации ------------------------------------------------------------------------------------------- 538. Литература --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 559. Приложения ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 56 9.1 Нормативные документы, требования которых реализованы в программе �Кристалл�56 9.2 Инсталляция Кристалл----------------------------------------------------------------------------------- 58 9.3 О невыпуклых кривых взаимодействия------------------------------------------------------------- 60 9.4 О формуле (49) СНиП II-23-81*------------------------------------------------------------------------ 61 9.5 Вопросы и ответы------------------------------------------------------------------------------------------ 61

4 Руководство пользователя

1. Предварительныесведения

Кристалл предназначен для выполненияконструктивных расчетов и проверок элементов исоединений стальных конструкций на соответствиетребованиям СНиП II-23-81* �Стальные конструкции.Нормы проектирования� [1]. Предполагается, чторасчетные усилия соответствуют нагрузкам,определенным по СНиП 2.01.07-85. �Нагрузки ивоздействия� [2], требованиям этого же документасоответствуют реализованные программой правилавыбора расчетных сочетаний усилий.

Кроме этого, при создании Кристаллиспользовались связанные со СНиП II-23-81*государственные стандарты, а также �Пособие попроектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)/ ЦНИИСК им. Кучеренко� [3]. Некоторыеметодологические положения подготовленных, но еще невведенных в действие проектов новых норм СНиП 53�1-96 [4] и �Общих правил проектирования элементовстальных конструкций и соединений (СП 53-101-96)� [5]также использовались при разработке программы.

Кристалл, как правило, реализует проверочныерасчеты конструкций и соединений, размеры которыхзаранее вы браны проектировщиком, т.е. работает врежиме экспертизы. Для некоторых случаев реализовани режим подбора поперечных сечений, такой подборвыполняется по условию выполнения требованийпервого предельного состояния. Проверка выбранногорешения по второму предельному состоянию должнавыполняться пользователем в режиме экспертизырекомендуемого сечения.

Кроме указанной функции Кристалл выполняет вопределенной степени и роль справочника, с помощьюкоторого можно уточнить некоторые фактические данныеотносительно сортаментов металлопроката и болтов илиотносительно рекомендаций СНиП II-23-81*. Для этого всостав функций включены специальные справочныережимы (см. ниже), а в некоторых случаях диалоговое

окно имеет кнопку , нажав которую пользовательполучает дополнительную информацию справочногохарактера.

Любой набор нормативных требований можетбыть представлен в форме списка неравенств вида

F (S,R) ≤ 1,где F � функция основных переменных, S �обобщенные нагрузки (нагрузочные эффекты). R �обобщенные сопротивления. Ориентируясь на значенияфункции F, можно ввести понятие коэффициентаиспользования ограничения (К) и критерий проверкипредставить в виде

max K ≤ 1,включающего все необходимые проверки. Само значение


Рис. 1-1

К при этом определяет для элемента (узла, соединения,сечения и т.п.) имеющийся запас прочности,устойчивости или другого нормируемого параметракачества. Если требование норм выполняется с запасом,то коэффициент К равен относительной величинеисчерпания нормативного требования (например, К = 0.7соответствует 30% запасу). При невыполнениитребований норм значение К > 1 свидетельствует онарушении того или иного требования, т.е. характеризуетстепень перегрузки. Таким образом, К есть левая частьрасчетного неравенства, представленного в приведеннойвыше форме.

Все значения коэффициентов К в соответствии спроведенными проверками приводятся в полномотчетном документе, который создается программойКристалл. В диалоговых окнах оперативно выводитсязначение Kmax � максимального (т.е. наиболее опасного)из обнаруженных значений К и указывается тип проверки(прочность, устойчивость, местная устойчивость и т.п.),при которой этот максимум реализовался.

Поскольку в СНиП II-23-81* не приводятсярекомендации для всех возможных проектных решений(например, способы определения критического значенияизгибающего момента для сечения из одиночногоуголка), то в некоторых случаях Кристалл не можетвыполнить необходимую проверку. В большинствеслучаев система управления не допускает созданиятакого запроса. В случаях, когда такая ситуациявозникает, об этом сообщается в отчетном документе, ана экране появляется соответствующее предупреждение.


2. Общее управление программой2.1 Элементы управления

Рис. 2-1

Рис. 2-2

Рис. 2-3

Во всех режимах работы Кристалл используютсяединые принципы и элементы управления, с помощьюкоторых достигается единообразие функций диалога.Ниже даются подробные описания таких элементов.

Кристалл использует известную технику работы смногостраничными окнами. Активизация страницыпроисходит при нажатии на ее закладку. Кроме того, вкачестве элементов управления и способов доступа кинформации используются:• Меню, содержащее пять разделов (Файл, Функции,Параметры, Сервис и Помощь), которыераскрываются так же, как и меню любого приложенияMS Windows щелчком левой кнопки мыши.

• Функциональные кнопки, �нажатие� которых (онореализуется установкой курсора на кнопку и щелчкомлевой клавиши мыши) приводит к выполнениюопределенных функций или к выбору одной извозможностей. Типичным является пример,представленный на рисунке Рис. 2-1, где из трехизображенных на кнопках вариантов конструктивногорешения выбирается средний. Аналогичную рольвыполняют и �радиокнопки�, пример которыхпредставлен на Рис. 2-2.

• Поля ввода информации, с помощью которыхзадаются исходные данные для расчета. Исходнымиданными в Кристалл всегда являются числа. Есливводится нецелое число, то целая часть отделяетсяот дробной части точкой или другим разделителемцелой и дробной частей числа. Разделителиназначаются пользователем при настройкеоперационной системы (см. Settings | RegionalSettings | Number). Кроме того, предусмотренавозможность ввода чисел в экспоненциальной форме,например: 1.56е-7.

Окна выбора данных из списка (Рис. 2-3), (чащевсего из сортамента металлопроката).

2.2 Главное окно При обращении к программе первым на экранемонитора появляется главное окно (Рис. 2-4), с помощьюкоторого реализуется выбор режима работы. Каждый изпредусмотренных шестнадцати режимов вызываетсянажатием специальной кнопки.

Все режимы работы условно можно разделить натри группы:• выполняющие справочные и вспомогательные

операции, связанные с проектированием стальныхконструкций;

• реализующие проверку сечений и узловыхсоединений на выполнение расчетных требованийСНиП;

• выполняющие проектирование простых конструктив-


Рис. 2-4 ных элементов.Детальное описание каждого режима приводится

в последующих разделах настоящего руководства. Здесьпредставлена только их краткая характеристика.

Справочные и вспомогательные режимыпредставлены следующим набором.

Стали � основной задачей является реализациярекомендаций СНиП по выбору марок стали (табл.50*),при этом учитывается подход, заложенный в проектнового СНиП. Кроме того, выдаются справки осоответствии классов стали по СНиП (по ГОСТ 27771-88)маркам стали по ГОСТ или ТУ (табл.51,б) и справочныеданные о механических характеристиках (табл.51*).

Сортамент металлопроката � режим даетвозможности просмотра сортаментов.

Болты � режим представляет возможностьпросмотра сортамента болтов с указанием их класса.

Предельные гибкости � режим представляетвозможность просмотра рекомендаций СНиП попредельным гибкостям растянутых и сжатых элементов.

Коэффициенты условий работы � режимпредназначен для просмотра и выбора значенийкоэффициентов условий работы элементов (γс) порекомендациям СНиП.

Огибающие � определяются невыгодныесочетания многих нагрузок, которые действуют наизгибаемые элементы, строятся огибающие эпюрымоментов и поперечных сил.

Геометрические характеристики � этимрежимом реализуется вычисление всех геометрическиххарактеристик поперечного сечения.

Расчетные длины � здесь реализованырекомендации из табл. 11, 12, 13* и 17,а СНиП и изЕврокода-3.

Материалы для сварки - в этом режимереализованы требования раздела 2 СНиП в частивыбора материалов для сварных соединений и раздела 3в части выбора расчетных сопротивлений сварныхсоединений.

Предельные прогибы - даны таблицы 19,21,22СНиП 2.01.07-85* �Нагрузки и воздействия� сограничениями на прогибы элементов конструкций.

Последующие режимы являются функцио-нальными и предназначены для проверки конструктивныхрешений стальных конструкций и соединений насоответствие требованиям СНиП по прочности,устойчивости и гибкости или же для реализациинекоторой части таких проверок, имеющей самосто-ятельный интерес.

Сопротивление сечений � в этом режимеопределяются коэффициенты использованияограничений для любого из предусмотренныхпрограммой типов поперечных сечений при действии


произвольных усилий. Кроме того, строятся кривыевзаимодействия для любых допустимых комбинаций парусилий.

Болтовые соединения � для определенногочисла конструктивных решений болтовых соединенийопределяются коэффициенты использования ограниче-ний и строятся кривые взаимодействия для любыхдопустимых комбинаций пар усилий.

Фрикционные соединения � аналогиченпредыдущему режиму, но с другим набором конструктив-ных решений.

Сварные соединения - для определенногочисла конструктивных решений сварных соединенийопределяются коэффициенты использования ограниче-ний и строятся кривые взаимодействия для любыхдопустимых комбинаций пар усилий.

Местная устойчивость � этот режим реализуетпроверки местной устойчивости стенок и поясных листовизгибаемых и сжатых элементов, при этом нерассматриваются подкрановые балки, а также балки состенкой, подкрепленной продольными ребрами.

Наконец, для некоторых видов наиболеераспространенных конструктивных элементов реализу-ется комплексная проверка и возможность подборасечений.

Элементы ферм � этот режим реализует всенеобходимые проверки элементов ферм на прочность иустойчивость, при этом работа начинается сопределения расчетных значений усилий от задаваемыхвертикальных внешних нагрузок для конструктивныхсхем, наиболее часто используемых на практике.Возможен вариант работы с подбором сечений.

Балки � режим аналогичен предыдущему, ноориентирован на рассмотрение двутавровых (сварных ипрокатных) или швеллерных однопролетных балок сразличными условиями опирания.

Неразрезные балки � в режиме реализуются теже функции, что и для режима Балка, но применительнок многопролетной (до пяти пролетов) конструкции,которая может иметь консоли по концам. Возможнымипоперечными сечениями являются прокатные двутавры ишвеллеры или сварные двутавры.

Стойки � режим аналогичен предыдущему, ноориентирован на рассмотрение колонн и стоекразличного поперечного сечения.

Опорные плиты � рассматриваются частипластины базы колонны при различных вариантах ихокаймления ребрами.

Обращение к любой из указанных кнопокприводит к появлению специального многостраничногодиалогового окна, с помощью которого выполняютсяоперации для выбранного режима работы.

Кроме того, в главном окне располагается рядкнопок, являющихся общими элементами управления для


всех режимов работы. К ним относятся кнопки: Выход,Параметры и Справка. Кнопки Справка и Выходвыполняют обычные для Windows-приложения функции -запрос справочной информации и прекращение работы.Назначение кнопки Параметры описано ниже.

Для выхода в главное окно Кристалл во всехрежимах используется кнопка Меню.

Кроме того, имеется возможность перехода врежим выполнения расчетов по Еврокод-3.

2.3 Диалоговое окно�Параметры� Это окно может быть вызвано в любой момент

использования Кристалл. С его помощью выполняетсянастройка общих параметров работы. Окно содержитчетыре закладки:

• Материал• Единицы измерений• Каталоги сечений• Прочие

Каждой из закладок соответствует страница, котораяобеспечивает выбор определенного вида параметровнастройки.

Рис. 2-5

2.3.1. Страница Материал (Рис. 2-5) даетвозможность задать свойства стали (значения Ry и Ru), атакже значения коэффициентов условий работы дляконструкции, коэффициенты условий работы дляэлементов, соединяемых болтами, коэффициентнадежности по назначению и предельные гибкости. Призадании этой информации рекомендуетсяориентироваться на рекомендации норм, хотяотступление от них не контролируется и пользовательимеет в этом смысле полную свободу. Если жеотступления от норм не предусматриваются, то лучшеэти данные задать с помощью режимов Стали,Предельные гибкости и Коэффициенты условийработы (см. ниже), откуда эти данные будутавтоматически перенесены на описываемую страницу, аона тогда служит для справок.

Значения предельных гибкостей могут бытьзаменены пользователем, если он считает, чторекомендации соответствующего режима неточны илинедостаточны. При этом имеется возможность ввестисобственное значение, которое обязано бытьположительным целым числом.


Рис. 2-6

2.3.2. Страница Единицы измерений (Рис. 2-6)определяет используемые единицы измерения величин.Она имеет две группы данных. В первой задаютсяединицы измерения, применяемые для определенияразмеров конструкции и сечений, нагрузок и усилий,углов. Для моментов предусмотрена возможностьраздельного выбора единиц измерения сил и единиц

измерения плеч (кнопка ).Вторая группа включает окна назначения фор-

матов представления данных. Здесь задается количествозначащих цифр при представлении данных в форме сдесятичной точкой или экспоненциальномпредставлении.

Точность представления данных (количествозначащих цифр после запятой) назначается с помощьюкнопок < и >, а установка экспоненциальной формы

числа � кнопкой е.

Рис. 2-7

2.3.3. Страница Каталоги сечений (Рис. 2-7)позволяет рассмотреть список имеющихся в системекаталогов металлопроката и отобрать для использованиянекоторые из них (или все). Для этого в списке Каталогинеобходимо отметить имя каталога и нажатием на кнопкуДобавить поместить его в список Использовать.Исключить каталог из числа используемых можно, еслипометить его в списке Использовать и нажать кнопкуУдалить.

Используя кнопки Вверх и Вниз можно поменятьпорядок следования используемых каталогов в списке.Для переноса каталога следует отметить его имя всписке Использовать, а затем с помощью кнопки Вверхили Вниз переместить его в новую позицию.


Рис. 2-8

2.3.4 Страница Прочие (Рис. 2-8) даетвозможность выбрать язык общения, на котором будутпредставлены все тексты в управляющих окнах иоформлены результаты работы. Если в группеСообщения установлен режим Полные, то в текстепротокола воспроизводятся некоторые промежуточныерезультаты, и в случае необходимости цитируютсянекоторые части СНиП. В режиме Короткие выводятсятолько исходные данные и окончательные результатырасчета и ссылки на использованные пункты СНиП.

Для работы с отчетным документом может бытьвыбран режим Просмотр/Редактирование или режимПечать.

В режиме Просмотр/Редактирование нажатиекнопки Отчет в любом рабочем окне позволяетпросмотреть текст отчета на экране и отредактироватьего. Для этого вызывается приложение, ассоциированноес форматом RTF файла (например, WORDPAD илиWORD). Естественно, что за исправления, внесенные втекст отчета (а могут быть исправлены и результатырасчета), ответственность несет пользователь.Существуют различия в формате RTF файлов, которыеиспользуются программами MS Word v.7 и WordPad илипрограммой MS Word 97. В связи с этим программапредоставляет возможность выбора формата RTF врежиме Тип отчета.

Нажатие кнопки Печать в группе Отчет вызываетпечать отчета в той форме, в которой он сформированпрограммой.

В строке Колонтитулы рассматриваемойстраницы можно указать имя RTF-файла, из которогоберутся колонтитулы для оформления страниц отчетногодокумента, или нажатием на кнопку выбратьсуществующий файл.

Еще одной функцией рассматриваемой страницыявляется организация запоминания последнихданных, с которыми работала программа. Это можетоказаться удобным при случайных перерывах в работе, атакже при решении серии однотипных задач, длякоторых многие данные оказываются общими. Тогдазапоминание позволяет не вводить их заново,ограничиваясь только исправлением изменившихсязначений.

Наконец, отметка в окне Активизировать мини-справку переводит программу в режим работы, прикотором при подведении курсора к управляющей кнопкепоявляется справочный текст с пояснением смыславыбираемой функции.

С помощью кнопок в группе �Установка шрифта�можно выбрать фонты, с помощью которых будетпроизводиться оцифровка рисунков на экране и вотчетном документе.


2.4 Конструированиепоперечных сечений

Операции выбора поперечного сеченияэлементов конструкций встречаются в большинствережимов работы программы. Во избежание повторов этиоперации описываются здесь отдельно.

Рис. 2-9

2.4.1. Кристалл работает с шестнадцатью типамипоперечных сечений элементов стальных конструкций,схемы которых представлены на Рис. 2-9. В их числепять типов прокатных и гнутых профилей, три типасечений, сваренных из листов, и восемь типов составныхсечений, набираемых из прокатных профилей.

Рис. 2-10

Если сечение представляет собой прокатный илигнутый профиль или же содержит его в своем составе, тореализуется доступ к спискам группы Выбор профиля(Рис. 2-10). Список Каталог дает возможность выбратькаталог прокатных профилей, из которого будетвыбираться требуемое сечение. Используются только текаталоги, которые включены в список Использовать (см.раздел 2.3.3).

Список Тип профиля позволяет указать группуоднотипных профилей проката (например, двутавровыепрофили, швеллера, уголки и т.п.). При этом списокдоступных групп профилей определяется выбраннымтипом поперечного сечения. Например, если выбратьпервый тип сечения, то окажутся доступными толькоРавнополочные уголки и Неравнополочные уголки, апри выборе последнего типа сечения откроется доступ кгруппам профилей Двутавры с параллельнымигранями полок или Двутавры с уклоном внутреннихграней полок. Список Сечение дает возможностьвыбрать конкретный профиль, который будетиспользоваться в поперечном сечении элемента.

Ограничение реализации � для составногосечения из швеллера с двутавром выборвозможен только в пределах одного каталогапрокатных профилей.

Рис. 2-11

2.4.2. В группе Выбор профиля располагается

кнопка , с помощью которой реализуется доступ кпользовательской базе поперечных сечений. Эта базасоздается в процессе работы с программой. Для записисозданного сечения в базу используется кнопкаСохранить, которая установлена на страницахконструирования поперечных сечений.

Нажатие кнопки Сохранить вызывает диалоговоеокно Наименование сечения, в котором задается имясохраняемого сечения (Рис. 2-11). Поскольку программане контролирует уникальность применяемых имен, то заэтим должен следить сам пользователь.


Рис. 2-12

Рис. 2-13

Для доступа к сечениям из пользовательской

базы после нажатия кнопки открывается диалоговоеокно Пользовательские сечения (Рис. 2-12), со спискомсечений. Если обнаружится, что в базе имеютсяповторяющиеся имена, то для переименования профиляследует воспользоваться кнопкой Переименовать.

Любое сечение из указанных в окнеПользовательские сечения может быть использованодля работы. Если воспользоваться кнопкойГеометрические характеристики, можно получить всехарактеристики сечения в окне Геометрическиехарактеристики сечения (Рис. 2-13). В этом окнесечение изображено в масштабе с указанием главныхцентральных осей инерции и основных размеров.

Геометрические характеристики вычисляютсяпрограммой с определенной точностью. Поэтому понекоторым из них возможны несущественныерасхождения со справочными данными, представлен-ными в каталогах.

Если используемое сечение содержит в своемсоставе прокатные профили, то каталог, из которогозаимствованы сведения о таком профиле, должен бытьвключен в список Использовать.

Для комбинированных сечений 12 - 15 (Рис. 2-9),которые имеют в своем составе решетки, соединяющиемежду собой ветви сечения, предусмотрены кнопки длявыбора типа соединительной решетки.

Рис. 2-14

2.4.3. Кристалл автоматически запрещает работус конструктивно неудачными сечениями. Списокограничений приведен в таблицах 2.4.1 и 2.4.2. Принарушении этих ограничений на экране появляетсясообщение об ошибке с пояснением смысла допущеннойошибки (пример показан на Рис. 2-14). Кроме того, в

соответствующих окнах находится кнопка , нажатиекоторой позволяет оперативно просмотретьиспользуемые ограничения размеров.

В некоторых случаях программа даетвозможность игнорировать предупреждение о нарушенииограничений нажатием кнопки Игнорировать, но приэтом все негативные последствия такого отказа не будутанализироваться.

В тех случаях, когда задается неверное числовоезначение какой-либо величины (например, символывместо цифр), текст пояснения выглядит как Ошибочныеданные. Такой стиль контроля проходит через всережимы.


Таблица 2.4.1. Ограничения на выбор размеров сеченийСечение Ограничения Сечение Ограничения

Только из имеющихся базданных




bf1 / tf1 ≥ 5; hw / tw ≥ 5;Толщина листов только изсписка

bf1 / tf1 ≥ 5; bf2 / tf2 ≥ 5;hw / tw ≥ 5;Толщина листов только изсписка

bf1 / tf1 ≥ 5; hw / tw ≥ 5;5 ≥ bf1/ hw ≥ 0,2Толщина листов только изсписка

0,8t ≤ g ≤ 2t;Зазор только из спискатолщин листов

0,8t ≤ g ≤ 2t;Зазор только из спискатолщин листов

g ≤ 2t;Зазор только из спискатолщин листов

B/bfc ≥ 4; H/b ≥ 4;2.0 ≥ B/H ≥ 0,5.

B/bfc ≥ 3;

B/bfc ≥ 2; B/bfd ≥ 3;Швеллер и двутавр только изодного каталога прокатныхпрофилей и примерноодинаковой высоты.

B/bfd ≥ 2; Примечания:1. Ширина полки прокатных профилейобозначена как bfc для швеллеров и как bfd длядвутавров.2. Толщина уголка обозначена как t.


Таблица 2.4.2. Ограничения на выбор параметров решетки

Схема Ограничения Схема Ограниченияs ≥ h;Ad < A

s ≥ h;Av < A;Ad < A

s ≥ h;Ad < A

s ≥ 2b;

s ≥ h;Av < A;Ad < A

Примечания:h � расстояние между осями поясов;А � площадь пояса;Ad � площадь раскоса;Av � площадь стойки.


2.5 Сервисные функции Поскольку при работе с программой частовозникает необходимость выполнить некоторыедополнительные расчеты, в разделе Сервис главногоменю Кристалл предусматривается возможность вызовакак стандартного калькулятора среды Windows (если онинсталлирован при установке системы), так испециального вычислителя (стандартной функции средыSCAD), позволяющего выполнять расчеты по формулам.

Рис. 2-15

Вычислитель (Рис. 2-15) предназначен дляпроведения вычислений по формулам, которые задаютсяпользователем в окне ввода.

При вводе формул следует соблюдатьследующие правила:• наименования функций вводятся строчными буквамилатинского алфавита;

• разделителем дробной и целой частей числа являетсяточка;

• арифметические операции задаются символами +, -, *,/, возведение в степень ^ (например, 2.5*2.5*2.5записывается как 2.5^3).

При записи формул можно использоватьследующие функции:

floor - наибольшее целое число, непревышающее заданное

tan - тангенсsin - синусcos - косинусasin - арксинусacos - арккосинусatan - арктангенсexp - экспонентаceil - наименьшее целое число,

превышающее заданноеtanh - тангенс гиперболическийsinh - синус гиперболическийcosh - косинус гиперболическийlog - натуральный логарифмlog10 - десятичный логарифмabs - абсолютное значениеsqrt - корень квадратный

В зависимости от состояния переключателяГрадусы/Радианы аргументы тригонометрическихфункций (sin, cos, tan) и результаты обратныхтригонометрических функций (asin, acos, atan)приводятся в градусах или радианах соответственно.

Допускается использование только круглыхскобок при произвольной глубине вложенности.

Пример. Формула5 003.08.67.6)43.0sin(2.1 −++

должна быть записана следующим образом:


1.2+sin(0.43)+6.7*sqrt(6.8)-0.003^0.2 .

Если активизировать кнопку Переменные, топоявляется дополнительная возможность использовать вформуле три независимые переменные x, y, z. При этомсами значения переменных задаются в соответствующихокнах ввода. Это позволяет проводить серию однотипныхвычислений при различных значениях параметров.Например, в этом режиме формула

58.67.6)sin(2.1 yx −++

должна быть записана в виде

1.2+sin(x)+6.7*sqrt(6.8)-y^0.2

Для проведения вычислений следует нажатькнопку Вычислить. Кнопка Копировать позволяетпоместить результат в буфер обмена.

Кроме того, программа позволяет записать вполе ввода формул символическое выражение,зависящее от переменных x, y, z и нажатием на одну из

кнопок , , получить символическоевыражение для соответствующей частной производной.


3. Справочные и вспомогательные операции3.1 Диалоговое окно

�Стали�С помощью этого двустраничного окна

реализуется функция выбора марки стали дляпроектируемой конструкции. Выбор осуществляется длячетырех групп конструкций в соответствии с табл.50*СНиП II-23-81*. Методика отнесения конструкции копределенной группе соответствует проекту СНиП 53-01-96 [4] и работе [7].

Рис. 3-1

3.1.1. Страница Условия эксплуатации (Рис. 3-1)содержит шесть групп данных.

В группе Класс ответственности по ГОСТ 27751-88 необходимо выбрать один из четырех нормируемыхслучаев, при этом необходимо помнить, что коэффициентбезопасности по назначению γn для уникальныхобъектов, вообще говоря, определяется индивидуальнопо решению органов, утверждающих проект. Реализоватьэто можно с помощью окна Параметры (см. раздел 2.3.3).По умолчанию для таких объектов принято γn =1,2.

В группе Возможные последствия отдостижения предельного состояния предлагаетсявыбор одного из трех классов ответственностирассматриваемого конструктивного элемента. В проектеСНиП 2.03.05-91 �Стальные конструкции�, который былполностью подготовлен, но не утвержден из-за распадаСССР, имеются приведенные ниже рекомендации поотнесению некоторых конструкций к одному из этихклассов (классы А, Б и В соответствуют трем градациямрассматриваемой группы):

Конструкции рабочих и технологических площадок:• главные и второстепенные балки, ригели рам - А• металлический настил - Б

Колонны производственных зданий и открытых крановыхэстакад:

• стойки рабочих и технологических площадок - А• основные элементы поперечного сечения - А• основные вертикальные связи по колоннам - А• связи с напряжением менее 0,4Ry - В

Конструкции покрытия:• фермы, ригели - А• фонарные панели, щиты кровли, прогоны,продольные связи - Б

• прочие связи - В

Конструкции фахверка:• ригели под кирпичные стены и над воротами - А• стойки, торцевые и ветровые фермы - Б• прочие элементы - В


Вспомогательные конструкции:• косоуры лестниц - А• переходные площадки, импосты, оконные ифонарные переплеты - В

Транспортерные галереи:• пролетные строения, связи по колоннам - А• прочие связи, балки покрытий, элементыфахверка - Б

Опоры ВЛ и конструкции ОРУ:• опоры ВЛ, опоры под выключатели ОРУ - А• опоры под другое оборудование ОРУ - Б

Антенные устройства:• стволы мачт и башен - А• диафрагмы башен, лестницы, переходныеплощадки - Б

Вытяжные башни и дымовые трубы:• пояса и решетка башен, оболочкасвободностоящей трубы - А

• газоотводящие стволы, оболочки труб соттяжками - Б

• площадки, опорные кольца, ребра жесткости - В

Градирни, водонапорные башни:• пояса решетчатых башен, решетка - А• фахверк, площадки, обшивка градирен - В

Бункеры, силосы - А.В других группах выполняется выбор

характеристик напряженного состояния (Наличиерастяжения при расчетной нагрузке и Долянапряжений от динамической нагрузки), а такжеуказывается температурный режим эксплуатации(Климатический район по ГОСТ 16350-80). Последняягруппа требует указания на наличие сварки в зонерастяжения (Сварка в местах растяжения,превышающего 30% расчетного сопротивления).

После заполнения всех данных первой страницынеобходимо нажать кнопку Стали, после чего откроетсявторая страница рассматриваемого окна.


Рис. 3-2

3.1.2. Страница Стали (Рис. 3-2) содержитуказание о группе конструкций по табл. 50* СНиП, котораясоответствует указанным на предыдущей страницеусловиям эксплуатации, список рекомендуемых для этойгруппы сталей по ГОСТ 27772-88 и список марок сталейпо другим стандартам и техническим условиям, которыемогут быть использованы взамен рекомендуемой стали.Здесь же приведены справочные данные о расчетныхсопротивлениях по пределу текучести (Ry) и временномусопротивлению (Ru).

Поскольку для полученной группы конструкцийможет возникнуть необходимость в использовании сталиболее высокого качества, чем это следует изрекомендаций СНиП для полученной группы, емупредоставляется возможность повысить (но не понизить!)группу конструкций, выбрав ее в соответствующем окне.Естественно, что при этом изменится и список рекомен-дуемых сталей.

Отметив требуемую строку, можно нажать кнопкуПрименить, тогда данные о выбранной марке стали и оее расчетных сопротивлениях будут занесены настраницу Материал окна Параметры и использоватьсяпри проверке несущей способности.

Необходимо заметить, что Кристалл не приводитвсе детали, которые обязательно необходимо отметить взаказе металла, такие, например, как в примечаниях ктаблицам 50* и 51,б СНиП II-23-81*. Для составлениязаказа металла необходимо руководствоватьсяпервичной нормативно-технической документацией.Кроме того, не приводятся справочные сведения о сталяхдля труб в соответствии с табл.51,а.


3.2 Диалоговое окно�Сортамент металлопроката�

Это окно (Рис. 3-3) дает возможность просмотрасортаментов металлопроката, представленного в базеданных Кристалл.

Рис. 3-3

В демонстрационном окне появляется таблица снабором данных о соответствующих профилях проката.Большие размеры таблицы не дают возможность ееполного вывода на экран монитора, поэтомудемонстрационное окно имеет вертикальную игоризонтальную полосы прокрутки.

3.3 Диалоговое окно�Болты�

С помощью этого двухстраничного окнареализуется функция выбора болтов для проектируемойконструкции. Выбор реализуется для четырех группконструкций в соответствии с табл.57* СНиП II-23-81*.

Рис. 3-4

3.3.1. Страница Условия эксплуатации (Рис. 3-4)содержит три группы данных.

В группе Тип конструкции необходимо выбратьодин из двух нормируемых случаев по требованиям,предъявляемым к выносливости болтового соединения.

В группе Условия работы болтов называетсяодин из двух возможных вариантов работы болта всоединении. Для всех типов соединений, предусмот-ренных режимом Болтовые соединения, необходимовыбирать вариант Только срез.

В последней группе (Климатический район поГОСТ 16350-80) указывается один из предусмотренных вСНиП температурных режимов эксплуатации.

После заполнения всех данных первой страницынеобходимо нажать на кнопку Болты, после этогооткроется вторая страница рассматриваемого окна.

Рис. 3-5

3.3.2. Страница Болты (Рис. 3-5) содержит списокрекомендуемых классов болтов и сведения о сортаментеболтов. Отметив в Сортаменте требуемую строку суказанием диаметра резьбы и в другом Списке(рекомендуемых классов) � класс болтов, можно нажатькнопку Применить. В этом случае данные о выбранныхболтах будут использоваться при проверке несущейспособности.


3.4 Диалоговое окно�Предельные гибкости�

Это справочное окно (Рис. 3-6) содержитсведения, представленные в СНиП II-23-81*. Нажатием накнопку Сжатые элементы или Растянутые элементывызывается соответственно табл.19* или табл.20*.

Рис. 3-6

Для режима Растянутые элементы необходимоосуществить выбор класса нагружения элемента �работа при статических или динамических нагрузках.

Нажатием кнопки Применить выбранноезначение предельной гибкости запоминается дляиспользования при проверке элементов конструкций.Поскольку конструкция может проверяться на различныеварианты нагружения, в том числе и со сменой знакапродольной силы, то кнопкой Применить необходимовоспользоваться дважды � в варианте работы элементакак растянутого и в варианте сжатого элемента.Выбранные значения запоминаются и могут бытьизменены в диалоговом окне Параметры.

Ограничение реализации � предусмотренныетаблицей 20* СНиП II-23-81* растянутыеэлементы, подверженные действию нагрузок откранов и железнодорожных составов, впрограмме не рассматриваются.


3.5 Диалоговое окно�Коэффициенты условий работы�

Это справочное окно (Рис. 3-7) содержитсведения, представленные в табл.6* СНиП II-23-81*.Кроме одиннадцати позиций, предусмотренных этойтаблицей, добавлено еще семь случаев, реализующихуказания примечания 2 и примечания 4 к таблице 6*.

Рис. 3-7

Поскольку примечание 3 к этой таблицеограничивает применение коэффициентов условийработы при расчете болтовых соединений, то для этихслучаев специально предусмотрена выборкаприменяемых коэффициентов, переход к которойосуществляется выбором режима соединяемыеэлементы. Соответствующие коэффициенты условийработы будут применены в дополнение к коэффициентамусловий работы соединения γb из табл.35* СНиП II-23-81*.

Нажатием кнопки Применить выбранноезначение коэффициента условий работы запоминаетсядля использования в режимах проверки элементовконструкций и соединений.

3.6 Диалоговое окно�Огибающие�

Это окно предназначено для решения следующейчастной задачи � определение невыгодных основныхсочетаний многих нагрузок, которые действуют наизгибаемые элементы.

Необходимо отметить, что в числе временныхнагрузок неявно присутствует и полностью нулевая (онареализует возможность отсутствия всех временныхнагрузок). Поэтому при подсчете максимальных значений(например, моментов) учитывается наибольшее из числаположительных моментов и нулевого значения, а приопределении минимальных значений � наименьшее изотрицательных моментов и нуля.

Рис. 3-8

3.6.1. В диалоговом окне (Рис. 3-8) в первуюочередь задается пролет балки. С помощью располо-женных справа вверху кнопок выбирается один изспособов опирания � шарнирное опирание с двухсторон; двустороннее защемление; шарнир с однойстороны и защемление с другой или консольная схема.

Кристалл предусматривает возможность расчетана несколько (до десяти) вариантов нагружения, при этомкаждое нагружение может состоять из несколькихнагрузок.

Перед вводом очередного нагружения (включаяпервое) следует нажать кнопку Создать в группеНагрузки. После этого в окне Нагружение появится егономер, а в списке видов нагружения � меню, с помощьюкоторого необходимо выбрать вид рассматриваемогонагружения � Постоянное, Переменное длительнодействующее, Переменное кратковременное,Снеговое или Ветровое. Вид нагружения определяеткоэффициенты сочетаний по СНиП 2.01.07-85, скоторыми будут учитываться нагрузки этого нагруженияпри определении комбинации нагрузок.


Для каждого нагружения можно задать несколькокомпонентов нагрузки, входящих в нагружение. При вводенагрузок используются три кнопки, которые указывают типнагрузки (равномерно распределенная по пролету,сосредоточенная сила, сосредоточенный момент). Принажатии соответствующей кнопки открываются поля дляввода необходимых характеристик:• для распределенных нагрузок � интенсивности

нагрузки;• для сосредоточенной силы � величины силы и ее

положения в пролете;• для сосредоточенного момента � величины момента

и его положения в пролете.Предполагается, что задаются расчетные значениянагрузок.

Задав характеристики нагрузки, необходимонажать кнопку Добавить. Для удаления нагружения (ноне отдельной нагрузки, входящей в него) используетсякнопка Удалить.

Переход к следующему нагружению реализуетсякнопкой Создать, при нажатии которой количестворассматриваемых нагружений автоматически увеличива-ется на единицу. Если необходимо уточнить данные полюбому из ранее введенных нагружений, к нему можновернуться, выбрав его в списке Нагружение.


Рис. 3-9

Рис. 3-10

3.6.2. Как только нагрузка задана и введена(нажата кнопка Добавить), в поле Нагрузки появляетсяее изображение. Под ним выводится совмещенная схемаэпюры моментов и поперечных сил (Рис. 3-9). Послеввода всех загружений можно просмотреть, какой видимеют значения экстремальных моментов исоответствующих им поперечных сил, а такжеэкстремальных поперечных сил и соответствующих иммоментов. Для этого следует выбрать режим Эпюрыогибающих (основное сочетание), что приведет кпоявлению в окне Эпюры соответствующих графиков(Рис. 3-10). На них показаны экстремальные по длинебалки значения рассматриваемых факторов(экстремальные моменты и соответствующие импоперечные силы, экстремальные поперечные силы исоответствующие им моменты).

Отметим, что в эпюрах моментов и поперечныхсил невозможно представить два различных значения водном и том же поперечном сечении балки. Поэтому в техслучаях, когда имеется скачок значений (в эпюремоментов при действии сосредоточенного момента и вэпюре поперечных сил при действии сосредоточеннойсилы), он не дается явно на эпюре. Взамен приводятсязначения в двух различных, хотя и близко расположенныхсечениях. В связи с этим возможно кажущееся нарушениеусловий равновесия.

Ограничение реализации � программаоперирует расчетными значениями нагрузок.Умножение их на коэффициент надежности понагрузке γf должно быть выполненопользователем.

Кроме того, при нажатой левой клавише мыши на экраневыводится значение момента и перерезывающей силы вконкретном сечении, которое соответствует положениюмыши.


3.7 Диалоговое окно�Геометрические характеристики�

Рис. 3-11

Рис. 3-12

Это двухстраничное окно реализует всевычисления геометрических характеристик поперечныхсечений таким же образом, как это было описано выше вразделе 2.4. Все исходные данные вводятся на страницеСечение (Рис. 3-11). Результаты в форме,представленной на Рис. 3-12, выдаются на страницеГеометрические характеристики.

Никаких отличий в технологии использованияэтого режима по сравнению с указаниями в разделе 2.4не существует.


3.8 Диалоговое окно�Расчетные длины�

С помощью этого режима решается задачаопределения расчетной длины элементов порекомендациям раздела 6 СНиП II-23-81* и Еврокода-3.Поскольку проблема по сути является задачейстроительной механики, использование рекомендацийЕврокода-3 не может считаться недопустимым.Результатом работы является величина коэффициентарасчетной длины или значение гибкости элемента.

Рис. 3-13

3.8.1. Основное окно (Рис. 3-13) содержит двезакладки. На первой из них, Вид конструкции -реализуется выбор конструкции, подлежащей рассмотре-нию. Могут быть выбраны:• отдельно стоящие колонны и стойки;• колонны рам постоянного сечения (по СНиП иЕврокоду-3 [10]);

• элементы пространственных решетчатых конструкцийиз уголков.

Предусмотренные п.п.6.1 � 6.4 СНиП II-23-81*решения для элементов ферм реализованы в режимеЭлементы ферм (см. далее).

После выбора вида конструкций активизируетсястраница Параметры конструкции, конфигурациякоторой зависит от сделанного выбора.

Рис. 3-14

3.8.2. При выборе вида конструкций Отдельностоящие колонны и стойки появится страница сизображением 25-ти возможных вариантов концевыхзакреплений (Рис. 3-14).

Для варианта закреплений с идеализированнымиграничными условиями (нажата соответствующая кнопка)в окне Коэффициент расчетной длины появляется егозначение в соответствии с указаниями табл.71,а СНиП II-23-81*. При этом рассматриваются только случаинагружения силой на конце.

Если выбраны концевые закрепления с упругимиопорами относительно смещений или поворотов, то всоответствующих полях ввода необходимо задатьчисловую информацию о жесткости опор. После нажатиякнопки Вычислить в окне результатов будет выданответ, полученный по формулам �Пособия попроектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*) /ЦНИИСК им. Кучеренко�.

Замечание: В некоторых схемах принедостаточно жестких закреплениях стойка можетпотерять устойчивость как жесткое целое. В такихслучаях в качестве результата выдается значение,соответствующее наименьшей критической силе,реализующейся с деформацией элемента.

3.8.3. При выборе вида конструкций Колоннырам постоянного сечения и указания на тип рамы(свободная / несвободная и одноэтажная / много-этажная) раскрывается одно из четырех возможных окон


Рис. 3-15

Рис. 3-16

с изображением соответствующей расчетной схемы(примеры на Рис. 3-15 и Рис. 3-16) и полями ввода длязадания необходимой информации. Задача решаетсятолько в плоскости рамы, рассматривается тольковариант жесткого соединения ригелей с колоннами.

Набор рассматриваемых задач соответствуетп.6.10* СНиП II-23-81* и табл. 17,а. При этом считается,что все стойки рамы имеют одинаковую жесткость изагружены одинаковыми продольными силами. В связи сэтим формула (71)* не используется. Следует такжеотметить, что при рассмотрении двухэтажных рампонятие �средний этаж� не должно использоваться, а внесвободных рамах результат не зависит от числапролетов. Поэтому соответствующее поле вводаоказывается закрытым.

Поскольку у многопролетных свободных рамрасчетные длины крайней и средней колонн разнятсямежду собой, что не учитывается напрямую, торекомендуется следующий прием � для средних колоннрешение отыскивается как для многопролетной рамы, адля крайних колонн используется решение дляоднопролетной рамы. Для однопролетных рам условноиспользуются обозначения длин и жестокостей по левойстороне от рассматриваемой стойки.

Определение расчетных длин отдельных участковступенчатых колонн, колонн из плоскости рамы и ветвейплоских опор транспортерных галерей не выполняется.

Если элементы рамы являются прокатнымисечениями, то имеется возможность выбрать жесткость

из сортамента, нажав кнопку . При этом появляетсядиалоговое окно, в котором следует выбратьсоответствующий профиль и нажать кнопку Применитьдля жесткости Iy или Iz.

Рис. 3-17

3.8.4. Если выбраны элементы пространствен-ных решетчатых конструкций из уголков, открываетсяокно (Рис. 3-17) с изображением схем, предусмотренныхп.6.5 СНиП II-23-81*. Выбор варианта конструктивногорешения реализуется нажатием кнопки ссоответствующей схемой, при этом открывается наборполей ввода, в которых задаются данные огеометрических длинах элементов. Их сечениявыбираются из сортамента с использованием обычнойтехнологии, принятой в программе, отличием являетсялишь то, что перед выбором сечения необходимо нажатьрадиокнопку, которой отмечается элемент (пояс, раскос,распорка), сечение которого выбирается. Для поясов ираспорок допускаются только равнополочные уголки,пересекающиеся раскосы могут быть приняты изнеравнополочных уголков, но при этом предполагается,что они крепятся к поясу узкой полкой.

Кроме того необходимо нажать одну из


расположенных ниже схемы кнопок, чтобы указать нарассматриваемое конструктивное решение узла пересе-чения элементов решетки и вид усилия в подкрепляющемэлементе в соответствии с табл.14* СНиП II-23-81*(рассматривается сжатый элемент, выделенный болеетемным цветом на пиктограмме). Если этот узелраскреплен из плоскости грани, то необходимо указать наэто выбором маркера.

Нажатием соответствующей радиокнопки в группеКрепление решетки необходимо выбрать одно изпредлагаемых конструктивных решений. При этомпредполагается, что это конструктивное решениеотносится к обоим концам элемента решетки.Конструкции, у которых, например, на одном концекрепление выполнено непосредственно к поясу, а надругом конце - через фасонку, Кристалл нерассматривает.

Поскольку для пространственных конструкцийтаблицей 13* СНиП II-23-81* предусмотрены различныеслучаи использования жесткостных характеристиксечения (по главным осям инерции или по осям,параллельным полкам), то выдача коэффициентарасчетной длины потребовала бы указания на то, какойвариант используется. В связи с этим в этом окне (вотличие от всех других случаев) после нажатия кнопкиВычислить выдаются гибкости сжатых элементов, а некоэффициенты расчетной длины.

Для элементов решетки Кристалл выдаетбольшее из двух значений гибкости (в плоскости и изплоскости грани), которое и контролируется таблицей 19*СНиП II-23-81*.

Рис. 3-18

3.8.5. Если выбран режим По рекомендациямЕврокод-3 для рам, на странице Параметрыконструкции появляется схема с изображениемрассчитываемой стойки в окружении примыкающих к нейригелей и колонн, расположенных выше и ниже стойки(Рис. 3-18). В таблицу вносятся данные об этихэлементах окружения. При этом, если какой либо из нихотсутствует (не помечен в первом столбце таблицы), то исоответствующие поля ввода информации не будутоткрыты.

Все расчеты выполняются в соответствии срекомендациями приложения Е к ENV 1993-1-1 [10].


3.9 Диалоговое окно�Материалы для сварки�

С помощью этого двухстраничного окнареализуется функция выбора сварочных материалов дляпроектируемой конструкции. Выбор реализуется всоответствии с указаниями табл.55* СНиП II-23-81*.

Рис. 3-19

3.9.1. Страница Условия применения (Рис. 3-19)содержит две группы данных.

В группе Свариваемая конструкция необходимозадать номер группы (по табл. 50 СНиП или порезультатам работы режима стали), к которой относитсясвариваемая конструкция и указать сталь, из которой этаконструкция запроектирована.

Во второй группе (Климатический район поГОСТ 16350-80) указывается один из предусмотренных вСНиП температурных режимов эксплуатации.

После заполнения всех данных первой страницынеобходимо нажать кнопку Материалы, после этогооткроется вторая страница рассматриваемого окна.

Рис. 3-20

3.9.2. Страница Материалы для сварки(Рис. 3-20) содержит список рекомендуемых материалов(марки флюса и сварочной проволоки, типы электродов).Отметив в списке требуемую строку, можно нажать кнопкуПрименить, тогда данные о выбранных материалахбудут использоваться при проверке несущей способностисварного соединения.

3.10 Диалоговое окно�Предельные прогибы�

Диалоговое окно функцииПредельные прогибы

На страницах этого окна представлены данныеиз таблиц 19, 21 и 22 СНиП. 2.01.07-85* �Нагрузки ивоздействия�


4. Проверки4.1 Диалоговое окно

�Сопротивление сечений� 4.1.1. С помощью этого многостраничного окна

реализуется функция определения несущей способностилюбого из предусмотренных в программе поперечныхсечений.

В общем случае, расчеты выполняются на действиепродольной силы, изгибающих моментов и поперечныхсил, действующих в главных плоскостях инерции (заисключением сечения из одиночного уголка, для которогоСНиП не дает рекомендаций по расчету на изгиб).Реализован весь комплекс проверок по прочности,устойчивости и предельной гибкости в соответствии сразделом 5 СНиП II-23-81* со следующими исключениями:• растянутые стержни не проверяются на прочность поформуле (6), как элементы, эксплуатация которыхвозможна после достижения предела текучести;

• не использовано разрешение последнего абзаца п.5.25выполнять проверку по формуле (49) при условииобеспечения местной устойчивости;

• вычисления значений приведенной гибкости сквозныхстержней выполнены по более точным формуламтабл.13 Пособия, а не по п.5.6 СНиП;

• при определении коэффициента ϕб в запас прочностипринято, что нагрузка имеет вид равномернораспределенной и приложена к сжатому поясу, которыйне закреплен в пролете от потери устойчивости.

Набор проверок по СНиП II-23-81* определяетсятипом поперечного сечения элемента и комплектомдействующих на него нагрузок.

Сплошные стержни проверяются по:• прочности при действии продольной силы N � п.5.1;• устойчивости при сжатии в плоскостях XOZ и XOY �п. 5.3; при этом сечения типа 10 проверяются наустойчивость в плоскостях XOU и XOV;

• прочности при действии изгибающего момента My илиMz � п.5.12;

• прочности при действии поперечной силы Vz или Vy �пп.5.12, 5.18;

• прочности при совместном действии N, My и Mz �пп. 5.24, 5.25;

• устойчивости в плоскости XOZ или XOY привнецентренном сжатии � п.5.27 (для сечения изодиночного уголка проверка происходит по главнымплоскостям XOU и XOV, хотя обозначения не меняются);

• устойчивости из плоскости XOZ или XOY привнецентренном сжатии � пп.5.30-5.32; сечения типа8,9,10 не проверяются;

• устойчивости плоской формы изгиба при действии


момента My � п.5.15; сечения типа 7,8,9,10 непроверяются;

• устойчивости при сжатии с двухосным эксцентриситетом� п.5.34;

• чрезмерным деформациям растянутого волокна �п.5.28.

Сквозные стержни проверяются по:• прочности ветви при действии продольной силы N �п.5.1;

• общей устойчивости стержня в плоскостях XOZ и XOYпри центральном сжатии � п. 5.6,

• прочности ветви при действии поперечной силы Vz илиVy � пп.5.12, 5.18;

• прочности ветви при действии изгибающего момента Myили Mz � п.5.12;

• прочности ветви при совместном действии N, My и Mz �пп. 5.24, 5.25;

• устойчивости ветви в плоскости действия момента Mzили My � п.5.27;

• устойчивости ветви из плоскости действия момента Mzили My � пп.5.30-5.32;

• устойчивости плоской формы изгиба ветви � п.5.15;• устойчивости ветви при сжатии с двухоснымэксцентриситетом � п.5.34;

• устойчивости ветви при сжатии в плоскости XOZ и XOY� пп. 5.3.

• прочности решетки или планок, соединяющих ветви.

При проверках по гибкости используются значения,заданные в режиме Предельные гибкости.

Выполняются проверки только поперечного сеченияэлемента. Не предусмотрены проверки:• ослабленных сечений, в которых имеются отверстия дляболтов;

• устойчивости стенок с учетом их подкрепления ребрамижесткости для двутавровых, швеллерных и коробчатыхэлементов.

• Для швеллерных и коробчатых сечений не выполняютсяпроверки местной устойчивости стенок с учетом ихподкрепления ребрами жесткости.

• Расчет соединительных решеток и планокпредусматривается только для режима "Стойки".

• Проверка местного напряжения в стенке балки по п.5.13СНиП предусмотрена только в режиме "Балки".

• Расчет прочности элементов, изгибаемых в двухглавных плоскостях, отдельно не выполняется. Этапроверка включена в состав проверки прочности присовместном действии продольной силы и изгибающихмоментов как частный случай при N=0.

• Не выполняется проверка прочности неразрезных изащемленных с учетом перераспределения усилий в


пластической стадии по пп.5.19, 5.20, 5.22, 5.23 СНиП.


Рис. 4-1

4.1.2. Окно содержит четыре закладки:• Сечения• Усилия• Расчетная длина• Кривые взаимодействияСтраница Сечения (Рис. 4-1) содержит шестнадцать

кнопок, нажатие которых реализует выбор типа поперечногосечения. Работа с этим окном полностью описана в разделе2.4.

Кроме этого имеется кнопка , при нажатиикоторой открывается доступ к архиву файлов срезультатами работы калькулятора Конструктор сечений.После обычной процедуры выбора, предусмотреннойоперационной системой, появляется возможность проверкипроизвольного сечения, созданного указаннымкалькулятором. Поскольку СНиП не дает рекомендаций поопределению некоторых параметров для расчетапроизвольных сечений (коэффициента влияния формысечения η, коэффициентов α и β по табл. 10 и др.), то расчетвыполняется в запас надежности при самыхнеблагоприятных значениях этих величин, а проверкаустойчивости плоской формы изгиба вообще невыполняется в предположении, что возможность такойформы потери устойчивости исключена применениемсоответствующих раскреплений.

Страница Усилия (Рис. 4-2) предназначена дляввода усилий, действующих на поперечное сечениеэлемента. На ней представлена условная схема (двутавр)поперечного сечения с изображением главных осейинерции, а также показаны положительные направленияусилий. На странице Усилия расположена таблица, вкоторую могут быть записаны как расчетные сочетанияусилий, так и усилия от отдельных загружений, которые впроцессе расчета будут рассматриваться каквзаимоисключающие.

Проверка сечения на заданные усилия выполняется понажатию кнопки Вычислить. В результате проверки выдаетсямаксимальное значение коэффициента использованияограничений и наименование фактора, которым этозначение определяется. Значения коэффициентаиспользования для других факторов можно получить в окнеДиаграмма факторов, которое вызывается нажатием кнопкиФакторы.

Если файлы с расчетными сочетаниями усилий былиподготовлены заранее (например, в комплексе SCAD), то ихможно прочитать, воспользовавшись кнопкой ,расположенной в верхней части окна Усилия. Там женаходится и кнопка Очистить для удаления данных изтаблицы усилий.

Страница Расчетная длина является точной копиейстраницы Отдельно стоящие колонны и стойки из режима


Расчетные длины и предлагает 26 возможных вариантовконцевых закреплений (см. Рис. 3-14) для сжатогостержневого элемента, отличающихся друг от другакомбинациями граничных условий (свободный конец,шарнир, упругое опирание, упругое защемление, полноезащемление). Работа с этим окном полностью описана вразделе 3.8.

Рис. 4-2

4.1.3. После того как задано сечение, усилия иопределена расчетная длина, можно нажать всегдадоступную кнопку Вычислить и в окне Kmax,расположенном внизу, получить максимальное (т.е.наиболее опасное) значение из проверенныхкоэффициентов использования ограничений и тип проверки(прочность, устойчивость, местная устойчивость т.п.), прикоторой этот максимум реализовался. Можно оперативноознакомиться и со значениями всех других коэффициентовиспользования ограничений. Для этого используется кнопкаФакторы, которая становится доступной после выполнениярасчета. В окне Диаграмма факторов (Рис. 4-3) в числовойи графической формах представлены значениясоответствующих коэффициентов.

Кроме того, на странице Кривые взаимодействия(Рис. 4-4) можно построить кривые взаимодействия,ограничивающие область несущей способности сечения придействии на него различных пар усилий, которые могутбыть приложены к рассматриваемому сечению (эти парыотмеченные плюсом в следующей таблице).

N My Vz Mz Vy

N + - + -My + + -Vz - -Mz +Vy


Рис. 4-3

Рис. 4-4

Для получения такой кривой необходимо нажатькнопку Показать, которая расположена рядом с окномвывода. Выбор пар усилий реализуется нажатием одной изкнопок типа , а нажатие кнопки приводит кпоявлению сетки в поле отображения.

Кривые (см. Рис. 4-4) окружают начало координатзамкнутой линией, внутри которой располагаются точки сусловно допустимыми парами рассматриваемых усилий.Напомним, что пара усилий считается допустимой, когдаKmax ≤ 1,0. При этом все остальные усилия полагаютсяравными нулю.

С помощью курсора можно обследовать всюпредставленную на графике область изменения усилий.Каждому положению курсора соответствует определеннаяпара числовых значений действующих усилий, котораяотображается в полях, расположенных внизу слева.Одновременно выводится и максимальное значениекоэффициента использования ограничений, соответствую-щее этим усилиям и тип проверки, при которой он вычислен.Если курсор располагается в недопустимой точке (Kmax >1,0), то появляется предупреждающий сигнал .

4.2 Диалоговое окно�Болтовые соединения�

4.2.1. Этот режим дает возможности проверкиболтовых соединений следующих трех основных типов:• присоединений одиночных и спаренных уголков кфасонке;

• соединения листовых деталей на накладках;• присоединений стенки балки на накладках.

Набор проверок по СНиП II-23-81* определяетсятипом соединений и комплектом действующих на негонагрузок.

Примыкания уголков проверяются по:• смятию уголка � п.11.7;• срезу болта � п.11.7;• прочности ослабленного сечения уголка � п. 5.1.

Соединения на накладках проверяются по:• смятию накладки � п.11.7;• смятию стенки � п.11.7;• срезу болтов � п.11.7;• прочности ослабленного сечения накладки � п.5.1.

Присоединение стенки балки проверяются по:• смятию накладки� п.11.7;


• смятию стенки� п.11.7;• срезу болтов� п.11.7;• прочности ослабленного сечения накладки;• прочности ослабленного сечения балки.

Ограничение реализации � при выполнениипроверки болта на срез в запас прочностииспользуется ослабленное резьбой сечение,поскольку фактическое выполнение требованийп.12.18* СНиП II-23-81* во многих случаях неконтролируется (например, при проверкенесущей способности эксплуатируемыхконструкций [6]). Во всех случаях диаметр болтового отверстияпринят на 3 мм больше диаметра болта.

Рис. 4-5

4.2.2. Окно содержит три закладки:• тип соединения;• параметры;• кривые взаимодействия.

Первая из них (Рис. 4-5) содержит девять кнопок, спомощью которых можно выбрать тип проверяемойконструкции. Кроме того здесь располагаются окнаввода данных об усилиях, действующих на соединение.

Рис. 4-6

4.2.3. Закладка Параметры (Рис. 4-6)предназначена для задания информации о размерахсоединения, диаметре и классе используемых болтов,черноте (разности номинальных диаметров отверстий иболтов). Последние данные могли поступить из режимаБолты по команде Применить (если не задан режимсохранения последних данных в общих параметрахработы программы) или же заданы непосредственно.

Программа контролирует задаваемые размерына соответствие требованиям п.12.19* СНиП II-23-81*.Проверяемые величины представлены в таблице 4.1.

Кроме того, в соответствующих окнах находится

кнопка , нажатие которой позволяет оперативнопросмотреть используемые ограничения размеров.

Для конструкций, использующих прокатныепрофили (уголки, двутавры), открывается возможностьнажать кнопку Риски и получить справку орекомендуемом расположении болтовых отверстий впределах прокатного профиля.


Таблица 4.1Эскиз узла Контроль исходных данных (см. табл.39 СНиП II-23-81*)

m ≥ 0cmaxL ≥ с ≥ 1,5d0 amaxL ≥ a ≥ amin;r ≥ 0,95d0 + R1 + tLbL - r ≥ 1,2d0

m ≥ 1cmaxL ≥ с ≥ 1,5d0 amaxL ≥ a ≥ amin; amaxL ≥ b ≥ 0,5aminr ≥ 0,95d0 + R1 + tLbL - r - b ≥ 1,2d0

m ≥ 1cmaxL ≥ с ≥ 1,5d0 amaxL ≥ a ≥ amin; amaxL ≥ b ≥ aminr ≥ 0,95d0 + R1 + tLbL - r - b ≥ 1,2d0

m ≥ 1n ≥ 1cmax ≥ с ≥ 1,5d0 amaxT ≥ a ≥ amin; amaxT ≥ b ≥ amin

m ≥ 1n ≥ 1cmax ≥ с1 ≥ 1,5d0 amaxT ≥ a ≥ amin; amaxT ≥ b ≥ amin

n ≥ 1cmax ≥ с1 ≥ 1,5d0 с1 ≥ 1,5d0 amax ≥ b ≥ aminH-nb ≥ 2L1L1-c≥(H-hw)/2


Рис. 4-7

4.2.4. Закладка Кривые взаимодействия (Рис. 4-7) содержит окно, в которое выводится кривыевзаимодействия силовых факторов, ограничивающиеобласть несущей свособности соединения. Онаполностью аналогична такой же закладке из режимаСопротивление сечений (см. раздел 4.1.3).

4.3 Диалоговое окно�Фрикционные соединения�

Рис. 4-8

Рис. 4-9

4.3.1. Это окно и методы работы с ним во многомповторяет окно Болтовые соединения. Режим даетвозможности проверки болтовых соединений навысокопрочных болтах следующих типов:• соединения листовых деталей на накладках;• присоединений стенки балки на накладках.

Выбор типа соединения реализуется нажатием насоответствующую кнопку страницы Параметры (Рис. 4-8). На этой же странице имеются поля для ввода данныхо размерах соединения и задания усилий, действующихна него. Предусмотренные таблицей 36* СНиП II-23-81*коэффициенты трения µ и коэффициенты надежности γhопределяются программой в зависимости от значения,выбранного в окне выбора данных Способ очисткисоединяемых поверхностей и указанногопользователем с помощью радиокнопки способарегулирования. При этом для определения γhпринимается, что разность номинальных диаметровотверстий и болтов при статической нагрузке равна1-4 мм.

Набор проверок по СНиП II-23-81* определяетсятипом соединений и комплектом действующих на негонагрузок.

Соединения проверяются по:• несущей способности болтов � п.11.13*;• прочности ослабленного сечения накладки � п.5.1.• прочности ослабленного сечения стенки балки �п.5.1.

С помощью закладки Кривые взаимодействия (Рис. 4-7) открывается страница, на которой можно построитькривые взаимодействия силовых факторов,ограничивающие область несущей способностисоединения. Она полностью аналогична такой же


странице из режима Болтовые соединения.


4.4 Диалоговое окно�Местная устойчивость�

Этот режим реализует проверки местнойустойчивости элементов с поперечным сечением вформе симметричных и асимметричных двутавров, атакже коробчатых сечений. Ввод исходных данных ипредставление результатов выполняются в окне,показанном на Рис. 4-10.

Рис. 4-10

Выполняются проверки местной устойчивостистенок для балочных конструкций (за исключением балокс гибкой стенкой по п.18 СНиП II-23-81* и подкрановыхконструкций). Рассматриваются только схемы споперечными двусторонними ребрами жесткости на всювысоту стенки или схемы без ребер.

Выполняются проверки по:• уровню критических напряжений в стенке изгибаемыхэлементов � пп.7.3, 7.4, 7.6;

• критическому соотношению высоты и толщины стенкидля внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемыхэлементов � п.7.16;

• критическому соотношению свеса и толщины полки �п.7.22.

Как обычно, предусматривается определениезначения Kmax и просмотр значений всех факторов сиспользованием диаграммы, раскрывающейся принажатии кнопки Факторы.

Ограничение реализации � не рассматри-ваются конструкции подкрановых балок иодносторонние ребра жесткости.

4.5 Диалоговое окно�Сварные соединения�

4.5.1. Этот режим дает возможности проверкисварных соединений следующих трех основных типов:• присоединения одиночных и спаренных уголков кфасонке;

• нахлесточные присоединения листов;• торцевое присоединение листа, двутавра, швеллераили прямоугольной трубы.

Набор проверок по СНиП II-23-81* определяетсятипом соединений и комплектом действующих на негонагрузок. Все типы соединений проверяются всоответствии с указаниями п. 11.2, а в необходимыхслучаях и - п.п.11.3, 11.5 СНиП II-23-81*.


Рис. 4-11

4.5.2. Окно содержит три закладки:• тип соединения;• параметры;• кривые взаимодействия.Первая из них (Рис. 4-11) содержит девять

кнопок, с помощью которых можно выбрать типпроверяемой конструкции. Кроме того здесьрасполагаются две группы данных о виде сварки иположении шва в процессе производства работ.Необходимо в каждой группе указать на один изальтернативных вариантов, что дает возможностьопределить коэффициенты βf и βz в соответствии стаблицей 34* СНиП II-23-81*.

Другие параметры, участвующие в расчете, былиопределены ранее при работе режимов Стали,Материалы для сварки, Коэффициенты условийработы. Их значения демонстрируются всоответствующих окнах и при желании могут бытьизменены пользователем.

Рис. 4-12

4.5.3. Закладка Параметры (Рис. 4-12)предназначена для задания информации о размерахсоединения и для ввода данных об усилиях,действующих на соединение. Здесь же задаются катетышвов. Калькулятор контролирует их на соответствиетребованиям п.12.8 СНиП II-23-81*. Проверяемыевеличины представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2Эскиз узла Контроль исходных данных

0 ≤ ϕ < 45o

b ± h tgϕ ≥ 4 смt ≥ 0.8 tуголка

b ≥ 4 смh ≥ 4 см


Рис. 4-13

4.5.4. Закладка Кривые взаимодействия (Рис. 4-13)содержит окно, в которое выводятся кривыевзаимодействия силовых факторов, ограничивающиеобласть несущей способности соединения. Онаполностью аналогична такой же закладке из режимаСопротивление сечений, Болтовые соединения илиФрикционные соединения.


5. Проектирование конструктивных элементов5.1 Диалоговое окно

�Элементы ферм�С помощью этого режима осуществляются все

необходимые проверки элементов ферм на прочность иустойчивость, а также проверяется их нормируемаягибкость. При этом работа начинается с определениярасчетных значений усилий от задаваемых внешнихнагрузок для схем конструкции, наиболее частоиспользуемых на практике. Возможен вариант работы сподбором сечений из заранее составленного сортаментапоперечных сечений.

При работе режима для каждого элемента фермывыполняются проверки по:

• прочности � п. 5.2;• устойчивости в плоскости и из плоскостифермы � п. 5.3;

• по предельной гибкости � пп.6.15-6.16.

Ограничение реализации: При подборе ипроверке элементов ферм приняты следующиезначения коэффициента условий работы γс:• 0.95 - поясов, опорных раскосов, растянутыхэлементов решетки, сжатых элементоврешетки крестового сечения;

• 0.8 - сжатых элементов решетки тавровогосечения при гибкости их больше 60;

Окно состоит из трех закладок:• общие данные• сечения• нагрузки.

Рис. 5-1

5.1.1. Страница Общие данные (Рис. 5-1)содержит группу из шести кнопок, нажатие на которуюприводит к выбору конфигурации фермы. Все онистатически определимые и предполагаются закреплен-ными в крайних узлах нижнего пояса статическиопределимым способом по балочной схеме.

Для выбранной конфигурации задается пролетфермы и ее высота на опоре, если речь идет отрапециевидной схеме, то указывается уклон верхнегопояса, который можно задать либо в градусах, либо впроцентах. К числу главных задаваемых характеристикпринадлежит и количество панелей верхнего пояса(обязательно четное число), при этом предполагается,что пролет разбит на панели равномерно.

На этой же странице с помощью радиокнопокуказывается вариант раскрепления узлов верхнего инижнего пояса из плоскости фермы. Наконец, имеетсявозможность задать предельно допустимое значениепрогиба фермы в долях от величины пролета (оно будетсопоставлено с относительным прогибом от действиярасчетных значений нагрузок).


Рис. 5-2

5.1.2. На странице Сечения (Рис. 5-2)реализуется выбор задаваемых поперечных сеченийосновных элементов фермы. Предполагается, что подлине фермы ни сечения поясов, ни сечения элементоврешетки не меняются. Все сечения компонуются изпарных уголков, располагаемых в форме тавра(равнополочные или неравнополочные уголки, последниев двух вариантах) или в форме креста из равнополочныхуголков, а также из труб круглого и прямоугольногосечений.

При выборе сечений используется база данныхпрокатных профилей и вводится значение зазора междууголками, работа с такими данными описана выше.Выбиранный нажатием радиокнопки элемент выделяетсяна схеме красным цветом, а сечение, на которомостановился пользователь, обозначается в поле выбора.

Рис. 5-3

5.1.3. Страница Нагрузки (Рис. 5-3) во многомнапоминает ту, которая описана в режиме Огибающие(см. раздел 3.6.1), однако здесь имеются и своиособенности. Во-первых возможна лишь равномернораспределенная нагрузка и сосредоточенная сила, вовторых, позиция сосредоточенной силы по пролетуфермы задается указанием числа панелей верхнегопояса, располагаемых слева от силы. При этом даже втех случаях, когда нагрузка приложена к нижнему поясу(это является предметом выбора), количество панелейуказывается по верхнему поясу фермы.

При нажатии на кнопку выбора пояса, к которомуприложена нагрузка, в окне отображения появляетсяусловная схема соответствующего пояса с засечками вместе расположения узлов, а при задании нагрузки(после нажатия на кнопку Добавить) � схемасоответствующего нагружения со всеми введенныминагрузками.

Ограничение реализации: Предполагается, чтов пределах одного загружения все нагрузкиприложены к одному поясу (верхнему илинижнему), выбор которого осуществляется припомощи кнопок Нижний/Верхний.

Внизу окна имеется возможность указать наличиеили отсутствие динамических нагрузок на ферме. Есливсе нагрузки являются статическими, то в соответствии спримечанием 1 к таблице 20* СНиП, проверка гибкостирастянутых элементов выполняется только ввертикальной плоскости.

Кнопка Вычислить, как всегда, приводит кпоявлению значения Kmax и типа проверки (прочность,устойчивость, гибкость), при которой этот максимумреализовался.

Можно оперативно ознакомиться и со значениямивсе других коэффициентов использования ограничений,используя кнопку Факторы, после чего раскроется окно


Диаграмма факторов.


Рис. 5-4

5.1.4. Кнопка Подбор позволяет перейти в режимцеленаправленного перебора поперечных сеченийэлементов фермы с заменой номеров выбранныхпользователем профилей (тип поперечного сечения иусловия раскрепления не меняются). Программапереходит к следующему большему по площади номерупрофиля в каталоге, из которого были первоначальновыбраны поперечные сечения, если при проверкахрассматриваемого элемента (например, верхнего пояса)было обнаружено значение коэффициентаиспользования ограничений K > 1 или к следующемуменьшему по площади номеру профиля, если K < 1.Такие переходы осуществляются до тех пор, пока повсем проверкам не будет выполнено условие K < 1, азамена профиля ближайшим меньшим даст K > 1, т.е.найден наименьший из удовлетворяющих требованиямнорм профиль. Перебор по различным группамэлементов фермы (верхнему и нижнему поясам,раскосам, стойкам) реализуется независимо.

После завершения подбора на экране появляетсяокно с рекомендациями по выбору поперечных сечений(Рис.5.4).

Пользователь может отвергнуть этирекомендации (кнопка Отмена) или согласиться с ними.В последнем случае нажимается кнопка Применить ивсе рекомендованные сечения будут переданы длявыполнения проверочного расчета новой конструкции.

Если в процессе подбора было испробованомаксимальное сечение из сортамента и оно даетзначение K > 1, то в окне появляется соответствующеесообщение и кнопка Применить не можетиспользоваться.

5.2 Диалоговое окно�Балки�

Рис. 5-5

С помощью этого многостраничного окнареализуется проверка балочной конструкции изпрокатных и сварных двутавров и швеллеров. Окноимеет пять закладок:

• Общие параметры• Сечения• Закрепления• Нагрузки• Ребра жесткости• Балки проверяются по:

• прочности при действии изгибающего момента My �п.5.12;

• прочности при действии поперечной силы Vz �пп.5.12, 5.18;

• устойчивости плоской формы изгиба при действиимомента My � п.5.15;

• устойчивости при сжатии с двухосным эксцен-


триситетом � п.5.34;• потере устойчивости стенки и свесов полки� пп.7.3,

7.4, 7.6, 7.24;• выполнению требований к поперечным ребрамжесткости � пп.7.10-7.12.

Ограничения реализации � не выполняетсярасчет сварных швов, прикрепляющих ребражесткости и не проверяются минимальныеразмеры сварных швов по таблице 38* СНиП;

не выполняется проверка устойчивостистенок балок с учетом развития пластическихдеформаций по п.7.5 СНиП

5.2.1. Страница Общие параметры в группеКонструктивные решения содержит радиокнопки дляуказания предполагаемой системы ребер жесткости:

• без ребер;• только с опорными ребрами;• с опорными и промежуточными ребрами.

Здесь же задается пролет балки, который являетсяопределяющим параметром.

Если выбрана конструкция с промежуточнымиребрами, то в соответствующем окне необходимо указатьих шаг. Он не обязательно должен быть кратен пролетубалки, регулировка выполняется за счет крайних отсеков.

В необходимых случаях пользователь можетзадать ограничения по абсолютному значению прогибаили по частоте собственных колебаний. В последнемслучае имеется возможность указать значениеприсоединенной массы, которая будет просуммирована ссобственной массой конструкции.

Рис. 5-6

5.2.2. Страница Сечения (Рис. 5-6) позволяетзадать сведения о поперечном сечении балки. Четырекнопки дают возможность выбора типа поперечногосечения.

Если задано поперечное сечение из прокатногодвутавра или швеллера, то выбор прокатного профиляосуществляется из каталогов. Если поперечное сечениебалки � сварной двутавр, то необходимо задатьразмеры листов, составляющих поперечное сечение. Приэтом толщины листов могут быть взяты только изпредлагаемого списка и соответствуют имеющимся всортаменте.

На этой же странице имеется окно для заданиякатета поясных швов, которое раскрывается в случаевыбора сварного двутавра.


Рис. 5-7

5.2.3. Страница Закрепления (Рис. 5-7) содержитдве группы кнопок, с помощью которых указываетсясистема закреплений балки в плоскости изгиба и изплоскости изгиба. Выбор внутри каждой группыосуществляется независимо нажатием кнопки ссоответствующей схемой. Если при задании условийзакрепления из плоскости изгиба указан последнийвариант, то открывается поле для ввода количестваучастков разбиения пролета балки.

На этой же странице имеется таблица дляотображения выбранной системы связей. С ее помощьюосуществляется контроль ввода исходных данных.

Рис. 5-8

5.2.4. Страница Нагрузки (Рис. 5-8) позволяетзадать нагрузки, действующие на балку. Эта страницапочти точно повторяет аналогичную страницу из раздела3.6 и правила работы с ней аналогичны описанным выше.Отличие состоит в том, что для рассматриваемыхнагрузок указывается место приложения нагрузок повысоте (верхний или нижний пояс), которое считаетсяодинаковым для всех компонент этого нагружения. Крометого, для �сосредоточенной силы� необходимо указатьширину зоны ее приложения.

Рис. 5-9

5.2.5. В окне Ребра жесткости (Рис. 5-9), котороепоявляется, если выбрано соответствующееконструктивное решение, всегда открыты окна вводаинформации для задания размеров опорного ребра икатета шва, которым это ребро приваривается к стенке.При выборе конструкции с опорными и промежуточнымиребрами появляется возможность указать шагпромежуточных ребер, нажатием на определенную кнопкувыбрать тип конструкции (односторонние илидвусторонние ребра) и указать размеры промежуточныхребер. Задаваемые размеры ребер проверяются насоответствие требованиям пункта 7.10 СНиП II-23-81* поширине и толщине выступающей части. Принято, чтоширина опорного ребра не должна быть меньше ширинынаиболее узкой полки двутавра.

5.2.6. Кнопки Факторы и Подбор (последняя �только для балок из прокатных двутавров) позволяютпроанализировать результаты расчета или выполнитьрежим целенаправленного перебора поперечныхсечений. Работа с этими кнопками полностью аналогичнатой, которая описана в разделе 5.1.4.

Необходимо отметить, что подбор сечений будетвыполняться только по условиям прочности иустойчивости, если на странице Общие параметры незадано ограничение по прогибу. Ограничение по частотесобственных колебаний на результатах подбора несказывается.


5.3 Диалоговое окно�Стойки�

5.3.1. С помощью этого многостраничного окнареализуется проверка конструкции стоек и колонн,сплошного (прокатные или сварные двутавры, круглыеили прямоугольные трубы) или же сквозного поперечногосечения. Реализован весь комплекс проверок попрочности, устойчивости и предельной гибкости всоответствии с разделом 5 СНиП II-23-81*.Предполагается, что реализуется плоская схеманагружения, хотя проверки выполняются для двухглавных плоскостей.

При проверках по гибкости используютсязначения, заданные в режиме Предельные гибкости.

Сплошные стержни проверяются по:• прочности при действии продольной силы N � п.5.1;• устойчивости при сжатии в плоскости XOZ и XOY �п.5.3;

• прочности при действии изгибающего момента My илиMz � п.5.12;

• прочности при действии поперечной силы Vz или Vy �пп.5.12, 5.18;

• устойчивости в плоскости изгиба (XOZ или XOY) привнецентренном сжатии � п.5.27;

• устойчивости из плоскости изгиба (XOZ или XOY) привнецентренном сжатии � пп.5.30-5.32;

• устойчивости плоской формы изгиба при действиимомента My, когда плоскость XOZ определена каксиловая � п.5.15;

• чрезмерным деформациям растянутого волокна �п.5.28.

Сквозные стержни проверяются по:• прочности ветви при действии продольной силы N �п.5.1;

• общей устойчивости стержня в плоскости XOZ и XOYпри центральном сжатии � п.5.6;

• прочности ветви при действии поперечной силы Vzили Vy � пп.5.12, 5.18;

• прочности ветви при действии изгибающего моментаMy или Mz � п.5.12;

• прочности ветви при совместном действии N, My и Mzкогда в качестве силовой определена нематериальнаяплоскость � пп. 5.24, 5.25;

• устойчивости ветви в плоскости действии момента Mzили My � п.5.27;

• устойчивости ветви из плоскости действии момента Mzили My � пп.5.30-5.32;

• устойчивости плоской формы изгиба ветви � п.5.15;• устойчивости ветви при сжатии с двухоснымэксцентриситетом� п.5.34;

• устойчивости ветви при сжатии в плоскости XOZ иXOY � п. 5.3;

• несущей способности решетки по прочности иустойчивости� п.5.1, 5.3, 5.8.


Ограничение реализации � проверка местнойустойчивости стенки и полок не выполняется,для этого следует воспользоваться режимомМестная устойчивость.

Рис. 5-10

5.3.2. Окно имеет пять закладок:• Общие данные• Сечения• Нагрузки• Расчетная длина в плоскости XoY• Расчетная длина плоскости XoZСтраница Общие данные (Рис. 5-10) содержит

окно для ввода высоты стойки и две кнопки для выборасиловой плоскости (ориентация плоскостидеформирования).

На этой же странице располагаются радиокнопки,с помощью которых можно задать расчетную схемуопределения свободной длины для каждой из главныхплоскостей. Работа с этими радиокнопками полностьюповторяет все, что было описано в п. 3.8.

Рис. 5-11

5.3.3. Страница Сечения (Рис. 5-11) позволяетвыбрать поперечное сечение колонны и определить егопараметры. При использовании прокатных профилей ихвыбор осуществляется из базы данных. Вводхарактеристик сварных сечений выполняется всоответствующих полях для ввода данных о толщине иширине листов. Соответствующие операции ужеописывались выше в разделе 2.4.

Для поперечных сечений с решеткамииспользуются кнопки выбора типа решетки и окна дляввода соответствующих данных. При этом сеченияэлементов решетки выбираются из каталогаравнополочных или неравнополочных уголков.

Выбор отдельных элементов сквозногопоперечного сечения реализуется при нажатиисоответствующей радиокнопки.

Рис. 5-12

5.3.4. Страница Нагрузки (Рис. 5-12) аналогичнастранице, описанной в разделах 5.1 и 5.2. Отличиесостоит в том, что здесь для каждого нагружения вседействующие нагрузки задаются одновременно. Для этихсил и моментов должны выполняться общие условияравновесия и пользователь должен проследить за этим.В частности, поперечные силы V1 и V2 а также узловыемоменты М1 и М2 необходимо принимать по результатамрасчета системы в целом. Условия равновесия имеютвид:

V1-V2+qL = 0M2-M1-V1L-qL2/2 = 0.

Кроме того, имеется возможность задать опцию�Автоматический контроль равновесия�. В этомслучае пользователь должен задать только часть


силовых факторов, а остальные будут вычисленыпрограммой автоматически исходя из условийравновесия.

Необходимо напомнить, что все нагрузкидействуют в плоскости XY или в плоскости XZ (ось Хориентирована вдоль стержня). Выбор плоскостивыполняется на странице Общие данные.

5.3.5. Страницы Расчетная длина плоскостиXoY и Расчетная длина плоскости XoZ эквивалентныпредставленным в разделе 3.8 и реализуют те жевозможности, за исключением правил определениярасчетных длин по рекомендациям Еврокода. Онипозволяют задать конфигурацию колонны и необходимыепараметры для вычисления расчетных длин. Эти длиныопределяются для фрагмента рамной системы,расположенной в силовой плоскости.

5.3.6. Кнопки Факторы и Подбор (последняя �только для балок из прокатных двутавров) позволяютпроанализировать результаты расчета или выполнитьрежим целенаправленного перебора поперечныхсечений. Работа с этими кнопками полностью аналогичнатой, которая описана в разделе 5.1.4.

5.4 Диалоговое окно�Опорные плиты�

Это окно предназначено для подбора толщиныопорной плиты базы колонны. Рассматриваются частиопорной плиты, на которые она разбивается торцомколонны, траверсами и ребрами.

Рис. 5-13

В окне представлено пять возможных расчетныхсхем пластин, опертых по одной, двум, трем и четыремсторонам (кантам). Выбрав вариант расчетной схемы,пользователь задает размеры сторон и нагрузку ототпора фундамента.

В режиме Подбор после нажатия кнопкиВычислить будет получена рекомендуемая толщинаплиты, а в режиме Проверка эту толщину следует задатьи будет получено значение Kmax. Смену режимов Подбори Проверка можно использовать для детальногоанализа.


5.5 Диалоговое окно�Неразрезные балки�

С помощью этого многостраничного окна(Рис. 5-14) реализуется проверка балочной конструкциииз прокатных двутавров и швеллеров, а также из сварныхдвутавров. Окно имеет четыре закладки:

• Общие параметры• Сечения• Нагрузки• Ребра жесткости Балки проверяются по:

• прочности при действии изгибающего момента My �п.5.12;

• прочности при действии поперечной силы Vz �пп.5.12, 5.18;

• устойчивости плоской формы изгиба при действиимомента My � п.5.15;

• устойчивости при сжатии с двухоснымэксцентриситетом � п.5.34;

• потере устойчивости стенки и свесов полки� пп.7.3,7.4, 7.6, 7.24;

• выполнению требований к поперечным ребрамжесткости � пп.7.10-7.12.

Рис. 5-14

5.5.1. На странице Общие параметры в первую

очередь представляется схема многопролетной балки,которая определяется количеством пролетов, ихвеличинами и наличием или отстутствием консолей. Всеэти сведения задаются в соответствующих окнах группыКонструктивное решение. Здесь же имеется окно длязадания шага раскрепления сжатого пояса балки изплоскости изгиба. Этот шаг предполагается постояннымпо всей длине балки и, кроме того, предполагается, чтотакие закрепления имеются на всех опорах.

Пользователь имеет возможность смоделироватьжесткое защемление на каком-нибудь краю балкизаданием фиктивного, очень малого пролета (это, кстати,часто соответствует и конструктивной реализациизащемления). Усилия в этом фиктивном пролете недолжны влиять на результаты проверки сечения или ихподбор. В связи с этим предусматривается возможностьисключить из рассмотрения проверку помеченногопролета. Такими же пометками можно воспользоваться ипри других основаниях для отказа от учета усилий(например, для оценки роли усилий того или иногопролета в подборе сечения).

В группе Ребра жесткости содержатсярадиокнопки для указания предполагаемой системыребер жесткости:

• без ребер;• только с опорными ребрами;• с опорными и промежуточными ребрами.

В необходимых случаях пользователь можетзадать ограничения по прогибу.


Рис. 5-15

5.5.2. Страница Сечения (Рис.5-15) позволяетзадать сведения о поперечном сечении балки. Три кнопкидают возможность выбора типа поперечного сечения.

Если задано поперечное сечение из прокатногодвутавра, то выбор прокатного профиля осуществляетсяиз каталогов. Если поперечное сечение балки � сварнойдвутавр, то необходимо задать размеры листов,составляющих поперечное сечение. При этом толщинылистов могут быть взяты только из предлагаемого спискаи соответствуют имеющимся в сортаменте.

На этой же странице имеется окно для заданиякатета поясных швов, которое раскрывается в случаевыбора сварного двутавра.

Рис. 5-16

5.5.3. Страница Нагрузки (Рис. 5-16) позволяетзадать нагрузки, действующие на балку. Эта страницапочти точно повторяет аналогичную страницу из раздела5.2 и правила работы с ней аналогичны описанным выше.Основное отличие состоит в том, что нагрузки задаютсяпопролетно, т.е. сперва необходимо определить, в какомпролете (на какой консоли) действует задаваемаянагрузка. Привязки сосредоточенных сил задаютсяотносительно левого края пролета.

5.5.4. Страница Ребра жесткости (Рис. 5-17)появляется лишь в тех случаях, когда на странице Общиепараметры не указан режим Без ребер. В зависимости отналичия промежуточных и концевых опор открываетсядля ввода тот или иной (иногда оба) вариантконструктивного решения опорных ребер.

Рис. 5-17 5.5.5. После завершения расчета появляютсякнопки Факторы и Подбор (последняя � только длябалок из прокатных двутавров), с помощью которыхможно проанализировать результат расчета или перейтив режим целенаправленного перебора поперечныхсечений. Работа с этими кнопками полностью аналогичнатой, которая описана в разделе 5.1.4.


6. Создание отчетаВсе режимы работы программы имеют кнопку

Отчет. Нажатие этой кнопки при отсутствии ошибок висходных данных приводит к следующим действиям:

• вычисление коэффициентов использованияограничений (т.е. выполнение всех расчетов);

• создание файла в формате RTF (Rich Text Format),который содержит перечень исходных данных ирезультаты расчета. В зависимости от установ-ленной в окне Параметры опции (установленрежим Полные сообщения или Короткиесообщения) отчетный документ содержит (или несодержит) результаты некоторых промежуточныхвычислений (например, информацию о геометри-ческих свойствах используемых сечений, значенияотдельных (а не только максимального) коэффици-ентов использования несущей способности, и т.д.;

• Вызов Windows-приложения, которое ассоции-ровано с файлами типа RTF. В зависимости отустановленных в окне Параметры | Прочие опций(Просмотр/Редактирование или Печать) этоприложение активизируется для немедленнойпечати отчета или для его просмотра и(возможной) корректировки. В последнем случаеполучение твердой копии возлагается напользователя (он может воспользоватьсявозможностью печати из приложения).Замечание. Как правило с расширением RTF

ассоциирована программа WordPad. Если на Вашемкомпьютере инсталлирован MS Word, то ассоцииро-ванной программой будет Word. Существуют различия вформате RTF файлов, которые используются програм-мами MS Word v.7 или WordPad и программой MS Word97. В связи с этим в программе предоставленавозможность выбора формата RTF в режиме Параметры| Прочие.


7. Нештатные ситуацииДанный раздел содержит перечень некоторых

возможных проблем, которые могут возникать при работепрограммы и рекомендации по их устранению.

Ситуация 1.Все исходные данные заданы корректно,

вычисления производятся, но не создается отчетныйдокумент.

Проверьте, есть ли на компьютере приложениеассоциированное с файлами типа RTF. Это можносделать зайдя в окно My Computer | Options | File Types.Если такое приложение отсутствует, можно, например,установить программу WordPad, входящую в состав MSWindows, или инсталлировать свободнораспространяемую программу WordView.

Ситуация 2.После нескольких сеансов работы с программой

вход в одну из функций приводит к появлению на экранезаведомо некорректных данных или сообщениям типа�Ошибка плавающей арифметики�.

Чтобы сделать работу пользователя болееудобной, программа сохраняет всю введеннуюпользователем информацию в файлах на жестком диске(в директории, в которую была установлена программа).Это позволяет при очередной активации программыпродолжить работу с ранее прерванного места. В случаевозникновения проблем с файловой системой жесткогодиска, эти файлы могут содержать запорченнуюинформацию. В этом случае рекомендуется удалитьсоответствующий файл, и программа начнет работу �cначального состояния�. Перечень режимов работы исоответствующих им имен файлов приведен в таблице:

Режим работы Имя файлаСтали �Сортамент металлопроката �Болты �Предельные гибкости LimitFle.savКоэффициенты условий работы� �Огибающие BeamLoad.savГеометрические характеристики SecProp.savРасчетные длины BucLen.savСопротивление сечений SecRes.savБолтовые соединения ConRes.savФрикционные соединения Friction.savМестная устойчивость LocalBuc.savЭлементы ферм Truss.savБалки Beam.savСтойки Column.savОпорные плиты Plates.savНеразрезные балки MultSpan.sav


Ситуация 3.В отчетном документе отсутствуют

некоторые элементы (например, изображенияпоперечных сечений).

Существуют различия в формате RTF файлов,которые используются программами MS Word v.7 илиWordPad и программой MS Word 97. Проверьтеправильность соответствующего выбора формата RTF врежиме Параметры | Прочие.


8. Литература

1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Минстрой России. � М.: ГП ЦПП, 1996. � 96 с.2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. � М.: ГП ЦПП, 1996. � 44 с.3. Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*) / ЦНИИСК им. КучеренкоГосстроя СССР. � М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. � 148 с.

4. СНиП 53-01-96. Стальные конструкции / Проект подготовленный ЦНИИСК им. Кучеренко,ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова, УкрНИИпроектстальконструкция,Энергосетьпроект и МИСИ им. Куйбышева.� М.: 1991

5. СП 53-101-96. Общие правила проектирования элементов стальных конструкций и соединений /Проект подготовленный ЦНИИСК им. Кучеренко.� М.: 1995

6. ДБН 362-92. Оценка технического состояния стальных конструкций эксплуатируемыхпроизводственных зданий и сооружений / Госстрой Украины.� К.: Укрархстройинформ, 1993.�46 с.

7. Перельмутер А.В., Гильденгорн Л.А. О классификации стальных конструкций, Строительнаямеханика и расчет сооружений, 1990, №3, с.67-70.

8. Металлические конструкции. Т.1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для вузов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов, Г.И. Белый, Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов, Я..И.Ольков, В.Ф. Сабуров. � М.: Высшая школа, 1977.�527 с.

9. Металлические конструкции / Под ред. Н.П. Мельникова.� 2-е изд..� М.: Стройиздат, 1980.�776 с. (Справочник проектировщика)

10. ENV 1993-1-1. Eurocode 3. Design of steel structures. - Part 1.1: General rules and rules forbuilding.� Brussel: CEN, 1992.� 344 p.


9. Приложения9.1 Нормативные документы, требования которых реализованы впрограмме �Кристалл�

Режим Ссылки на пункты норм и стандартовСтали Табл.50* СНиП II-23-81*

Табл.51* СНиП II-23-81*Табл.51,б СНиП II-23-81*Проект СНиП 53-01-96

Сортамент ГОСТ 26020-83; ГОСТ 8239-89металлопроката ГОСТ 8240-89; ГОСТ 8240-89

ГОСТ 8509-86; ГОСТ 8510-86Болты Табл.57*

ГОСТ 1759.4-87Предельные Табл.19* СНиП II-23-81*гибкости Табл.20* СНиП II-23-81*Коэффициентыусловий работы

Табл.6* СНиП II-23-81*

Геометрические �характеристикиРасчетные длины пп.6.1-6.4 СНиП II-23-81*

пп.6.5-6.6 СНиП II-23-81*Табл.71,а СНиП II-23-81*Табл.17,а СНиП II-23-81*Annex F ENV 1993-1-1

Сопротивление п.5.1 СНиП II-23-81*сечений п.5.3 СНиП II-23-81*

п.5.8 СНиП II-23-81*п.5.12 СНиП II-23-81*п.5.15. СНиП II-23-81*п.5.18 СНиП II-23-81*пп.5.24-5.25 СНиП II-23-81*пп.5.27-5.28 СНиП II-23-81*пп.5.30-5.32 СНиП II-23-81*п.5.34 СНиП II-23-81*

Болтовые п.5.1 СНиП II-23-81*соединения п.11.7 СНиП II-23-81*

Фрикционные п.5.1 СНиП II-23-81*соединения п.11.13* СНиП II-23-81*Элементы ферм пп.1.10 - 1.12 СНиП 2.01.07-85

пп.5.2-5.3 СНиП II-23-81*пп.6.1-6.4 СНиП II-23-81*пп.6.15-6.16 СНиП II-23-81*


Режим Ссылки на пункты норм и стандартовБалки пп.1.10 - 1.12 СНиП 2.01.07-85

п.5.12 СНиП II-23-81*п. 5.15 СНиП II-23-81*п. 5.18 СНиП II-23-81*п.5.34 СНиП II-23-81*п.7.3-7.4 СНиП II-23-81*п. 7.6; СНиП II-23-81*пп.7.10-7.12 СНиП II-23-81*п. 7.24 СНиП II-23-81*

Неразрезные балки пп.1.10 - 1.12 СНиП 2.01.07-85п.5.12 СНиП II-23-81*п. 5.15 СНиП II-23-81*п. 5.18 СНиП II-23-81*п.5.34 СНиП II-23-81*п.7.3-7.4 СНиП II-23-81*п. 7.6; СНиП II-23-81*пп.7.10-7.12 СНиП II-23-81*п. 7.24 СНиП II-23-81*

Стойки пп.1.10 - 1.12 СНиП 2.01.07-85п.5.1 СНиП II-23-81*п. 5.3 СНиП II-23-81*п.5.6 СНиП II-23-81*п.5.8 СНиП II-23-81*п.5. 12 СНиП II-23-81*п.5.15 СНиП II-23-81*п 5.18 СНиП II-23-81*пп. 5.24-5.25 СНиП II-23-81*пп.5.27-5.28 СНиП II-23-81*пп.5.30-5.32 СНиП II-23-81*п.5.34 СНиП II-23-81*

Местная пп.7.3-7.4 СНиП II-23-81*устойчивость п.7.6 СНиП II-23-81*

п.7.16 СНиП II-23-81*п.7.22 СНиП II-23-81*

Опорные плиты п.5.12 СНиП II-23-81*Огибающие пп.1.10 - 1.12 СНиП 2.01.07-85Материалы длясварки

пп. 2.2*, 3.4 СНиП II-23-81*

Сварныесоединения

пп. 11.2*-11.3*, 11.5, 12.8 СНиП II-23-81*


9.2 Инсталляция Кристалл9.2.1. Программа может работать на любой

аппаратной платформе, обеспечивающей поддержкуоперационной системы Windows 95/98/NT. Дляинсталляции программы требуется около 4 мегабайтсвободного дискового пространства.

Кристалл поставляется с устройством защитыMemoHASP (оно необходимо при использованиипрограммы). Рекомендуем установить MemoHASP напараллельный порт до инсталляции. При отсутствииустройства защиты программа будет работать в ДЕМО-режиме (при этом вместо каких-либо вычисленныхзначений будет выводиться строка "***")

Для корректной печати результатов расчетанеобходимо наличие установленного в системетекстового редактора, поддерживающего формат файлаRTF (rich text format), например MS Word (версия 6.0 ивыше) или WordPad, поставляемого в стандартномкомплекте Windows 95.

9.2.2. Кристалл поставляется с автоматическойпрограммой инсталляции, позволяющей легко иэффективно установить программу на компьютер. Вовремя инсталляции программа задает нескольковопросов, на которые пользователь должен ответить дляпродолжения установки.

Вставьте в дисковод Диск 1 инсталляционногопакета. Запустите файл setup.exe. На экране появитсязаставка программы инсталляции Кристалл, а затем -диалоговое окно "Добро пожаловать" с напоминаниемоб авторском праве и некоторыми полезнымирекомендациями.

После ознакомления с содержанием окна,нажмите кнопку "Далее".

На экране появится диалоговое окно"Информация о пользователе". Введите всоответствующие поля ваше имя и названиеорганизации, в которой вы работаете.

Нажмите кнопку "Далее".На экране появится диалоговое окно "Выбор

директории для программы".По умолчанию программа устанавливается в

директорию Kristall на диске C. Если такая директория несуществует, программа инсталляции создаст ееавтоматически.

Если Кристалл необходимо установить в другуюдиректорию, то следует нажать на кнопку "Обзор" ивыбрать место установки программы. Если задано имянесуществующей директории, то программа инсталляциивыдаст запрос о ее создании.


Нажмите кнопку "Далее". На экране появитсядиалоговое окно "Выбор программной группы". Можносоздать для Кристалл новую программную группу в Start-меню (по умолчанию ей присваивается имя Кристалл),либо воспользоваться одной из групп, созданных ранее.Выбрав программную группу, нажмите кнопку "Далее".Программа инсталляции начнет копирование файловКристалл на диск компьютера, запрашивая очередныедиски инсталляционного пакета. После того, как всефайлы скопированы, появится запрос о создании ярлыкаКристалл на Рабочем столе.

Теперь инсталляция Кристалл завершена.


9.3 О невыпуклых кривыхвзаимодействия

Рис. 9-1

При построении кривых взаимодействияможно встретить случаи, когда область несущейспособности элемента оказывается невыпуклой.Типичный пример такой кривой представлен наРис. 9-1.

Здесь рассмотрено поперечное сечение ввиде симметричного сварного двутавра со стенкой400×10 мм и полками 200×10 мм из стали срасчетным сопротивлением Ry = 2050 кг/см2.Расчетная длина стержня в обоих главныхплоскостях составляет 600 см, коэффициент условийработы и коэффициент надежности по назначениюприняты равными

γс = 1,0 γn = 1,0.Граница области несущей способности на

участках AB и AH определяется условием прочностипри совместном действии растяжения и изгиба, научастках BC и GH � устойчивостью плоской формыизгиба, на участках CD и GF, как и на участке DEF,� устойчивостью из плоскости действия момента.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 5 10 15Относительный эксцентриситет m

Коэффициент

С по п.

5.30

L=600 L=300 L=200

Рис. 9-2

Невыпуклость кривой CDEFG связана сосменой типа зависимости коэффициента с,вычисляемого по формулам (57) � (59) СНиП II-23-81*, от величины относительного эксцентриситета m.Эта зависимость для трех значений длинырассматриваемого стержня приведена на Рис. 9-2.Характерный излом при значении m = 10, гдефункция с = с(m) меняется с линейной нагиперболическую, соответствует точкам D и F накривой взаимодействия.

Невыпуклость области несущей способностине проявляется при малых гибкостях элемента изплоскости изгиба, несмотря на то, что излом кривойс = с(m) не исчезает, это попросту связано с тем, чтодля таких случаев устойчивость из плоскости изгибане является определяющей. Сама по себеневыпуклость рассматриваемой области можетпривести ко многим неприятным последствиям.Наиболее очевидным является следующее � потрадиции оценивая невыгодные сочетания усилий,инженеры либо вообще не рассматривают некоторыевоздействия, либо учитывают их полностью. Дляневыпуклой области, однако, возможно и такое, чтоневыгодным является некоторое промежуточноезначение. Так, если одно нагружение соответствуетточке С, а другое - точке Е (в обоих случаях несущаяспособность обеспечена), то, приняв момент и силуравными половине предельных значений, мыокажемся в точке К, за пределами допустимойобласти.

С учетом сказанного выше при обнаружении


невыпуклости рекомендуется не выходить за границувыпуклой подобласти ABCDFGHА, т.е. отсечьучасток DЕF. Можно поступить и по-другому, аименно - отбросить участки BCD и FGH, что такжедаст выпуклую допустимую область. Какой именновариант использовать, зависит от существа задачи иот реально возможных вариантов действия нагрузки.

В заключение заметим, что в проекте СНиП53-01-96 формула (57) из действующего СНиП II-23-81* скорректирована.

9.4 О формуле (49) СНиП II-23-81*Формула (49) не вызывает никаких нареканий для сечений типа прямоугольного, где

имеется характерная угловая точка А (Рис. 9-3) в которой суммируются условные напряженияMx/(cxWxn,minRyγc) и My/(cyWyn,minRyγc).

Рис. 9-3. Сечения с угловой точкой Рис. 9-4. Сечения без угловой точкой

В сечениях без такой угловой точки (Рис. 9-4) суммирование напряжений выполнитьневозможно. В этом смысле более правильно построена формула (50) СНиП II-23-81*, где имеетсявозможность перебирать координаты x и y различных точек сечения.

На указанное различие рассматриваемых случаев обратил внимание Л.Б.Кацнельсон(ЦНИИСК), которому авторы разработки признательны за инициирование рассмотрения этого имногих других деталей реализации норм.9.5 Вопросы и ответы

Вопрос. Зачем нам покупать КРИСТАЛЛ, если приобретена подсистема проверки иподбора элементов стальных конструкций SCAD ?

Ответ. Пользователь, купивший SCAD, но не купивший КРИСТАЛЛ, останется без целогоряда возможностей. Главная из них - проверка несущей способности сквозных сечений. Крометого, для изгибаемых элементов не будет выполняться проверка устойчивости плоской формыизгиба, не проверяются ребра жесткости, нет возможности проверить местную устойчивости полоки стенок. Важно и то, что такой пользователь лишается возможности получить справочнуюинформацию, заложенную в КРИСТАЛЛ и такого рода сервисные функции, как определениерасчетных длин.

Может возникнуть вопрос - почему же эти функции не включены в SCAD? Дело в том, чтоSCAD это универсальная программа, а для общего случая СНиП не дает никаких рекомендаций повыполнению некоторых проверок (например, устойчивость плоской формы изгиба определенатолько для балок и только при вполне определенных видах нагрузки). В то же время КРИСТАЛЛ,как локальная и объектно-ориентированная разработка может реализовать и те указания СНиП,которые относятся к конструкциям частного вида

Вопрос Как ли рассчитать по КРИСТАЛЛу балки из спаренных швеллеров ?Ответ. СНиП II-23-81* не регламентирует проверку устойчивости плоской формы изгиба и

определение коэффициента ϕб для сечений указанного типа, поскольку такая устойчивостьзаведомо обеспечена. Чтобы обойти эту формальную сложность следует поступать следующимобразом � назначить поперечное сечение из одного швеллера, задав тип закрепления из


плоскости изгиба �Сплошное�. Затем это полусечение рассчитывается на половинную нагрузку.Указанный тип закрепления из плоскости изгиба не позволяет реализовать потерю устойчивостиплоской формы изгиба.

Аналогично можно поступать и с сечением из спаренных двутавров.

Руководство пользователя - scadsoft › download › kristall.pdf · 2....

Documents