Программный комплекс для расчета пространственных конструкций на прочность, устойчивость и колебания

STARK ES 2009
Соответствие российским строительным нормам и правилам подтверждено
сертификатом Госстроя России № РОСС RU.СП15.Н00139 от 01.02.2008 
("СТАРКОН" в составе программ "STARK_ES", "ПРУСК", "МЕТАЛЛ")

Технология заключается в совместном использовании двух программных комплексов STARK ES и ЛИРА, разработанных независимо и проверенных многолетней практикой применения, при проектном и экспертном расчете несущих конструкций зданий и сооружений.

Актуальность разработки: Численные методы, положенные в основу современных программных комплексов, позволяют получить не точное, а некоторое приближенное решение. В программных комплексах, разработанных независимо друг от друга, применены различные модификации численных методов и алгоритмов, что обуславливает различие результатов расчета, получаемых с их помощью. Это различие, как правило, возрастает при недостаточно корректном использовании программного комплекса, при применении расчетных схем, не соответствующих его возможностям и особенностям. При этом для большинства практических расчетных задач, встречающихся при строительном проектировании, оценка точности получаемых приближенных решений затруднена в связи с отсутствием точного аналитического либо аналогичного, проверенного практикой, решения.

Преимущества технологии: 

Технология совместного использования двух программных комплексов STARK ES и ЛИРА при строительном проектировании позволяет повысить качество проектирования, предотвратить получение неверных результатов расчета конструкций и, как следствие, недостаточно надежных и экономичных конструктивных решений. Это обеспечивается тем, что технология позволяет: · объединить разные возможности двух программных комплексов по расчету, диагностике исходных данных и анализу результатов расчета в использовании их при проектировании одного и того же объекта;

обратить внимание на обнаруженные отличия в результатах расчета, полученных по двум программным комплексам, выявить допущенные ошибки; · оценить на основе анализа численных результатов особенности и пределы применимости различных методик, реализованных в программных комплексах. 

Расчетная модель в ПК STARK ES



Передача данных



Расчетная модель в ПК ЛИРА



 

Реализация технологии:

Проектным, экспертным, научно-исследовательским и учебным организациям строительного профиля предлагаются:

• Программные средства (конверторы) для передачи расчетных моделей из ПК ЛИРА в ПК STARK ES и обратно, обеспечивающие максимально возможную полноту передачи данных о геометрии, нагрузках и материалах конструкций;
• 
  Консультационно-методическая помощь инженерам-расчетчикам, использующим программные комплексы STARK ES и ЛИРА при расчете строительных объектов;
• Льготные условия поставки недостающего программного комплекса официальному пользователю ПК ЛИРА или ПК STARK ES.

Дополнительные возможности ПК STARK ES для пользователей ПК ЛИРА

• Решение задач механики с использованием гибридных конечных элементов, согласованных распределенных нагрузок и динамических масс
• Получение результатов в узлах сопряжения конструкций и действия нагрузки при применении плоских КЭ
• Анализ колебаний относительно деформированного состояния с учетом конструктивной нелинейности 
• Диагностика исходных данных и результатов расчета:
  
  - оценка качества и оптимизация КЭ сетки
  
  - спектральный анализ матрицы жесткости
  
  - определение и вывод невязок выполнения уравнений равновесия в узлах
  
  - оценка погрешности вычисления усилий для плоских и объемных элементов
• Расчет на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки по Рекомендациям ЦНИИСК им. Кучеренко
• Расчет на сейсмические воздействия при неравномерном поле ускорений движения основания (дифференцированная модель)
• 
  
  
  Расчет на сейсмическое воздействие во временной области по многокомпонентным акселерограммам, в т.ч. с учетом вращательного движения основания
  
• Автоматизированный расчет усилий и армирования в ребрах жесткости с учетом эффективной ширины полок плиты
  
  
• Дополнительные возможности ПК ЛИРА для пользователей ПК STARK ES
  
• Физически нелинейные КЭ с заданием диаграммы деформирования материалов, в т.ч. моделирующих работу грунта с учетом закона Кулона - Мора 
  
• Учет геометрически нелинейных эффектов высокого порядка (КЭ Ландау-Лифшица), с возможностью
  
  
• задания неконсервативных нагрузок 
  
  
• Одновременный учет физической и геометрической нелинейности для любых типов элементов
  
  
• Автоматизированный расчет на действие подвижных нагрузок с выдачей линий и поверхностей влияния 
  
• Определение главных и эквивалентных напряжений по различным теориям прочности 
  
  
• Автоматизированный расчет с учетом изменения расчетной схемы и изменения физико – механических свойств материалов в процессе возведения и эксплуатации
  
  
• Расчет на действие динамических нагрузок: удар, импульс, гармоника 
  
  
• Прямое интегрирование уравнений движения по времени при решении задач нелинейной динамики
  
  
• Решение контактных задач с учетом трения
  
  
• Уточненный алгоритм подбора арматуры с выделением угловых стержней 
  
  
• Подбор сечений металлических конструкций по 1-му и 2-му определьному состоянию
  
  
  

Морская ледостойкая стационарная платформа, рассчитанная по ПК ЛИРА и ПК STARK ES 

(проект ЦКБ «Коралл», г. Севастополь)



 
 

 

Возможности комплекса: 

Расчеты на основе метода конечных элементов 
- линейный и нелинейный статический расчет; 
- расчет на собственные колебания; 
- расчет на устойчивость с учетом растянутых элементов, в т.ч. при сложном нагружении; 
- спектральный анализ матрицы жесткости; 
- предельный жестко-пластический анализ; 
- быстродействующие алгоритмы составления и решения систем уравнений; 
- применение метода подконструкций для больших систем; 
- оценка точности расчета. 
Конструктивные расчеты 
- определение расчетных сочетаний усилий и нагрузок на фундаменты; 
- расчет армирования и проверка прочности элементов железобетонных конструкций, в т.ч. с учетом требований по трещиностойкости и трещинообразованию; 
- расчет железобетонных ребристых плит; 
- расчет металлических элементов на прочность, общую и местную устойчивость, расчет сварных швов; 
- подбор сечений прокатных элементов по напряжениям. 
Расчет на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки 
- расчет в соответствии со СНиП 2.01.07-85*, а также "Рекомендациями по уточненному динамическому расчету зданий и сооружений на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки" ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко; 
- учет геометрической и конструктивной нелинейности. 
Расчеты на сейсмические воздействия 
- расчет в соответствии со СНиП II-7-81*, КМК 2.01.03-96, а также "Рекомендациями по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций" ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко; 
- определение сейсмических нагрузок линейно-спектральным методом для произвольного спектра ответа и произвольного направления сейсмического воздействия; 
- учет взаимных перемещений опор пространственных и линейно-протяженных сооружений; 
- учет геометрической и конструктивной нелинейности; 
- динамический расчет во временной области на многокомпонентные акселерограммы, в т.ч. с учетом ротации основания; 
- определение опасных направлений динамических воздействий и числа учитываемых форм. 
Возможности моделирования 
- автоматическая генерация конечно-элементных моделей многоэтажных зданий, ферм, рам, поверхностей вращения и поверхностей, заданных аналитически; 
- стержневые конечные элементы для плоских и пространственных задач, в т.ч. с учетом поперечного сдвига; 
- специальные стержневые элементы для моделирования ребер жесткости и канатов; 
- высокоточные пластинчатые и объемные конечные элементы (гибридные и метода перемещений), в т.ч. ортотропные; 
- элементы тонких и толстых плит; 
- многослойные стержневые и пластинчатые элементы; 
- жесткие и упруго-податливые опоры в произвольно ориентированных системах координат, в т.ч. односторонние; 
- объемные модели грунта, одно- и двухпараметрические упругие основания, в т.ч. односторонние; 
- идеальные и упругие шарниры для всех типов элементов, в т.ч. односторонние и нелинейные; 
- учет трещинообразования и ползучести бетона при расчете железобетонных плит и стен; 
- формирование произвольных, в т.ч. тонкостенных сечений элементов и расчет их характеристик; 
- возможность выполнять расчеты пофрагментно и с учетом изменения расчетной схемы в процессе нагружения; 
- учет различных свойств конструкций при статических и динамических воздействиях; 
- учет реальных условий работы конструкций в сопряжениях, в т.ч. несоосных; 
- абсолютно твердые тела и объединение перемещений узлов; 
- учет искривления осей (несовершенства) стержней; 
- силовые и кинематические сосредоточенные и распределенные нагрузки по любому направлению, в т.ч. независимые от КЭ сетки; 
- температурные нагрузки и нагрузки предварительного напряжения; 
- преобразование распределенных нагрузок в узловые. 

Возможности интерфейса 

- формирование сложных расчетных моделей путем сборки из отдельных частей; 

- графический или табличный ввод модели и вывод результатов расчета;

- преобразование плоских и пространственных изображений из DXF-файлов в КЭ модель;

- оценка качества КЭ сетки и ее оптимизация;

- работа со всей расчетной схемой или с ее фрагментом;

- широкий набор средств графического контроля характеристик расчетной схемы;

- передача перемещений, реакций и нагружений из проекта в проект, интерполяция деформационных нагрузок;

- изображение результатов посредством изолиний, изоповерхностей, цифровых значений ил эпюр по произвольным сечениям;

- выбор экстремальных значений усилий, реакций опор и площадей сечения арматуры из различных комбинаций нагружений;

- анимация для задач динамики и устойчивости;

- связь с программами ПРУСК, Металл, ЛИРА, ЛИР-ЛАРМ, БЕТА, ArCon, AutoCAD, ArchiCAD, speedikon A, Glaser isb-cad;

- вывод исходных данных и результатов расчета в DXF-файлы, HPGL-файлы, CSV-файлы и MS Word. 

Рекомендуемые параметры программных и аппаратных средств

Pentium IV ® 2400 MHz, 1024 MB RAM, устройство для установки CD-ROM, графическая карта SVGA с объемом видеопамяти 64 MB RAM, операционная система Windows XP/2000, файловая система NTFS.