Подвижные нагрузки

Опция определения подвижной нагрузки позволяет вести расчет конструкции, находящейся под воздействием подвижной нагрузки. Подвижная нагрузка может быть задана в виде некоторой комбинации сил (нагрузки от транспортных средств могут содержать сосредоточенные нагрузки, нагрузки по линиям и поверхностные нагрузки). Вариант подвижной нагрузки позволяет рассчитать конструкцию, подверженную действию нагрузки, вызванной системой сил, движущейся вдоль определенного пути.

Опция доступна:

при выборе в меню команды Нагрузка > Специальные нагрузки > Подвижные
Щелкните значок .

Подвижные нагрузки определяются путем задания транспортного средства и маршрута транспортного средства на сооружении. Модель транспортного средства представляет собой систему сил определенной величины, определенного направления и определенным образом расположенных друг относительно друга. Каждый шаг состоит в перемещении транспортного средства из одной позиции в другую, при этом в каждой позиции создается приложенная к элементу система сил. Вследствие этого подвижная нагрузка рассматривается как комбинация нескольких вариантов статической нагрузки, соответствующих последовательным позициям транспортного средства на сооружении.

В верхней части окна располагаются следующие иконки:

- Позволяет добавить новый тип транспортного средства (Определение нового транспортного средства).
- Позволяет удалить выбранный тип транспортного средства из активного списка.
, , и - Позволяют представить активный список транспортных средств в виде большой или малой иконки, короткого или длинного списка.
- Позволяет удалить из активного списка все типы транспортных средств, которые не используются при расчете текущей конструкции
: открытие диалогового окна Управление метками.

Процесс создания варианта подвижной нагрузки, действующей на конструкцию, можно разделить на следующие этапы.

Определение (Определение нового транспортного средства) или выбор транспортного средства, которое будет перемещаться по сооружению. Для выбора транспортного средства нужно подсветить выбранный вариант в активном списке типов транспортных средств.
Определение варианта подвижной нагрузки.
Для определения варианта подвижной нагрузки нужно ввести номер и название этой нагрузки. Далее нажать кнопку Новая, что приведет к созданию нового (следующего) варианта подвижной нагрузки.
Определение маршрута движения выбранного транспортного средства по сооружению.
Для задания пути движения транспортного средства нужно нажать кнопку Определить. В результате откроется диалоговое окно Полилиния-контур. Нажатие кнопки Параметры приводит к открытию дополнительного диалогового окна, в котором можно определить параметры пути (коэффициенты для нагрузок, относящихся к подвижной нагрузке, и т. д.).

Подвижную нагрузку определяют следующие два основные параметра:
- Шаг - для задания величины шага движения транспортного средства. Опция использует текущие единицы силы и длины.
- Направление нагрузки - Поле для задания направления сил, моделирующих транспортное средство. Направление задается знаком компонент вектора, определяющего направление сил транспортного средства и зависящего от типа конструкции и допустимых степеней свободы; некоторые из компонентов нагрузки могут быть равны нулю.
Определение плана приложения нагрузки. Эта опция назначает метод распределения сил, определяющих транспортное средство, которое перемещается по сооружению. Возможны две ситуации:
- Автоматический - метод, который состоит в автоматическом распределении сил на группе близко расположенных элементов из числа элементов конструкции.
- Выбор - метод, который предполагает приложение сил к группе близко расположенных элементов (или узлов, принадлежащих этим элементам), взятых из Списка элементов, доступного в нижней части диалогового окна. Если включена опция Учесть габариты транспортного средства, то выбираются стержни, на которых будет сформирована нагрузка, создаваемая силами транспортного средства. Этот выбор определяет размеры контура транспортного средства: b - ширина, d1 и d2 - расстояние нагрузки от контура спереди и сзади соответственно. (Параметры контура транспортного средства определяются для каждого транспортного средства вместе с определением системы нагрузок в диалоговом окне определения транспортного средства).

В нижней части диалогового окна находится опция Учесть контур плиты. Она позволяет учитывать распределение сил, вызванных транспортом, принятых пользователем в расчете подвижной нагрузки, на стержни для нескольких типов конструкций (она учитывает нагрузки от той части нагрузки от транспорта, что выходит за контур, несущий нагрузку) - нагрузки от балочной клетки моста являются типичным примером этого. (см. рисунок ниже)

Если опция Учесть контур плиты отключена, то весь набор сил от транспорта будет приложен к стержням, начиная с первого расположения транспортного средства. Если опция Учесть контур плиты включена, то можно определить геометрические пределы, определяющие, какой компонент сил транспортной нагрузки должен быть приложен к стержням. Такие пределы могут быть определены с помощью объекта – боковая панель без назначенной толщины. Создание нагрузок на стержни принимает во внимание расположение каждой составляющей силы. Если сила расположена с внешней стороны контура плиты, то она не прикладывается к стержням.

Поле редактирования используется для определения номера объекта, описывающего контур плиты. При нажатии на кнопку Создать открывается диалоговое окно для создания полилинии-контура с активизированной опцией Фасад.

Прим.: В случае линейной или плоскостной нагрузки, задающей транспортное средство, как нагрузка приложена к стержням, определяется расположением одной точки, относительно которой создается система линий или поверхностей.

Прим.: Опция Автоматический является параметром подвижной нагрузки. Следует отметить, что генератор нагрузки для варианта подвижной нагрузки прикладывает нагрузку непосредственно к конечным элементам (и не прикладывает к панелям, которые содержат конечные элементы). Если, например, транспортное средство включает определение контурной нагрузки, то преобразование компонентов подвижной нагрузки не будет корректным, поскольку контурная нагрузка не прикладывается к панели. Чтобы избежать подобной ситуации, пользователь должен выбрать опцию Выбор и отметить вручную стержни и панели, на которые будет действовать подвижная нагрузка.

При генерации нагрузок, возникающих от нагружения стержней транспортным средством, Robot принимает во внимание все стержни или стержни, выбранные в списке План приложения - выбор. Эти стержни проецируются на план, образованный участком полилинии маршрута и вектором, который определен пользователем как Направление нагрузки. Если включена опция Учесть габариты транспортного средства, то на спроецированном плане определяется контур транспортного средства и выбор стержней на проекции сводится к тем стержням, которые содержатся внутри контура или пересекаются контуром транспортного средства. Это т тип ограничения для выбора стержней, на которых генерируются нагрузки от транспортного средства, помогает в ситуации, когда автоматический поиск стержней может вызвать определенные проблемы.

При нажатии на кнопку Принять создается новый вариант подвижной нагрузки, параметры которой определяются в показанном выше диалоговом окне.

Маршрут транспортного средства, транспортное средство, элементы, нагруженные транспортным средством, и набор нагрузок – все эти объекты можно после завершения расчета конструкции визуализировать с помощью опции Показать.

Полученные результаты расчета конструкции на подвижную нагрузку могут быть представлены двумя способами. Первый способ состоит в представлении результатов статического расчета при положении подвижной нагрузки в позиции, указанной пользователем. Доступны опции, которые позволяют изменить позицию подвижной нагрузки. Пользователь может передвигать нагрузку шаг за шагом или использовать анимацию подвижного состава и результатов действия подвижной нагрузки. Второй способ состоит в представлении изменения выбранной величины в выбранной точке при движении нагрузки по сооружению, то есть в представлении линий влияния выбранных параметров.

ЗАМЕЧАНИЯ, касающиеся использования подвижных нагрузок для различных типов конструкций:

Стержневые конструкции
При расчете стержневых конструкций (рама, ферма, балочная клетка) транспортное средство можно представить в виде системы сосредоточенных сил и распределенных по линии нагрузок. Сосредоточенные силы прикладываются как нагрузки на стержень. В случае, когда сосредоточенная сила прикладывается не непосредственно к стержню, Robot действует в соответствии с алгоритмом, который распределяет силу между близлежащими стержнями. Распределенная нагрузка моделируется десятью сосредоточенными силами, приложенными на длине участка распределенной нагрузки.

Для расчета стержневых конструкций нельзя использовать модель транспортного средства, построенную в виде поверхностных нагрузок.
Конструкции из плит и оболочек
При расчете пластин и оболочек можно использовать все типы моделей транспортного средства, включающие сосредоточенные силы и распределенные по линии и по поверхности нагрузки. Сосредоточенная сила прикладывается как сила в точке, принадлежащей элементу поверхности, и передается стержневым элементам. Линейная нагрузка прикладывается как нагрузка, действующая по линии на элементе поверхности. Эта нагрузка не прикладывается к стержням. Распределенная нагрузка прикладывается как контурная нагрузка, действующая на элемент поверхности. Когда используется этот тип нагрузки, необходимо обратить внимание на место приложения контурной нагрузки: нагрузка прикладывается на каждой панели, расположенной в пределах контура. Для типа нагрузки, которая должна быть приложена только к выбранным панелям, при определении варианта подвижной нагрузки следует использовать опции выбора.
Комбинированные конструкции (стержни и оболочки)
В случае комбинированных конструкций (стержень и оболочка) линейная и поверхностная нагрузки прикладываются только к элементам поверхности. Для представления нагрузок от транспортного средства, приложенных непосредственно к стержням, приходится моделировать эти нагрузки сосредоточенными силами.