Компьютерное проектирование и расчет конструкций рабочей площадки

УДК 624.014
ББК 38.54
          Л33
Авторы:
М.В. Берлинов, Е.Н. Дегаев, Ю.О. Кустикова, А.А. Давидюк
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент А.И. Данилов,  
доцент кафедры металлических и деревянных конструкций НИУ МГСУ;
кандидат технических наук А.Н. Болгов, 
заведующий лабораторией железобетонных конструкций и контроля качества  
НИИЖБ им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»
 
Линьков, Н.В.
Л33	 	
Компьютерное проектирование и расчет конструкций рабочей площадки [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / Н.В. Линьков, Т
.Г. Рытова ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра 
металлических и деревянных конструкций. — Электрон. дан. и прогр. (16,1 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2021. — Режим доступа : http://lib.mgsu.ru/ — Загл. 
с титул. экрана.ISBN 978-5-7264-2893-2 (сетевое) 
ISBN 978-5-7264-2894-9 (локальное)
В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы компьютерного проектирования в Tekla Structures и расчета конструкций рабочей площадки в ПК ЛИРА-САПР
. Пособие создано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования. 
Для обучающихся по направлениям подготовки 08.05.01 Строительство уникальных 
зданий и сооружений, 08.03.01 Строительство, изучающих дисциплины «Металлические 
конструкции», «Металлические конструкции, включая сварку». 
Учебное электронное издание
	
©  ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», 2021

Редактор Т.Н. Донина
Корректор В.К. Чупрова
Компьютерная правка и верстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesignCS5.5, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 31.08.2021. Объем данных 16,1 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 14-23, (499) 183-91-90, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.
........................................................................................................................... 5
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
И РАСЧЕТА РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ.
............................................................................ 6
2. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ 
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПК TEKLA STRUCTURES.................................................... 8
2.1. Предварительные настройки....................................................................................... 8
2.2. Создание сетки осей.................................................................................................... 8
2.3. Создание основных несущих элементов..................................................................... 9
2.4. Создание основных узлов.......................................................................................... 15
2.5. Создание скриншота модели..................................................................................... 16
2.6. Экспорт модели в ПК ЛИРА САПР.......................................................................... 17
3. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ 
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПК ЛИРА-САПР.
.................................................................. 18
3.1. Создание геометрической схемы.
.............................................................................. 18
3.2. Расчетная схема. Граничные условия........................................................................ 20
3.3. Задание жесткостей, материалов, дополнительных характеристик........................ 25
3.4. Назначение конструктивных элементов. Унификация.
........................................... 36
3.5. Создание загружений, задание нагрузок.
.................................................................. 40
3.6. Расчетные сочетания усилий..................................................................................... 43
4. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ 
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПК ЛИРА-САПР .................................................................. 45
4.1. Статический расчет. Эпюры усилий ......................................................................... 45
4.2. Проверка назначенных сечений.
............................................................................... 45
4.3. Расчет узла сопряжения балки настила с главной балкой.
....................................... 47
4.4. Расчет монтажного соединения главной балки........................................................ 51
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .
........................................................................................... 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................... 56
Библиографический список................................................................................................ 57

ВВЕДЕНИЕ
В учебном-методическом пособии рассмотрены вопросы компьютерного проектирования в Tekla Structures и расчета конструкций рабочей площадки в ПК ЛИРА-САПР
. 
Цель пособия — ознакомить студентов с принципами создания BIM-модели каркаса рабочей площадки в Tekla Structures, экспорта расчетной модели в ПК ЛИРА-САПР и 
дальнейших статического и конструктивного расчетов рабочей площадки в ПК ЛИРАСАПР
. В пособии рассмотрены вопросы автоматизированного расчета узлов сопряжения 
несущих элементов рабочей площадки, монтажных соединений. Используя пример создания BIM-модели балочной клетки, можно смоделировать пространственные каркасы 
многоэтажных зданий с последующим экспортом модели и расчетом в современных программных комплексах, таких как ПК ЛИРА-САПР
, SCAD Office, ETABS, SAP 2000 и т.д.
Данное пособие можно использовать при проведении практических занятий и выполнении курсовой работы или проекта по металлическим конструкциям. 
Пособие предназначено для обучающихся по направлениям подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, 08.03.01 Строительство, изучающих дисциплины «Металлические конструкции», «Металлические конструкции, включая сварку».
5

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
И РАСЧЕТА РАБОЧЕЙ ПЛОЩАДКИ
При создании BIM-модели в Tekla Structures или расчетной модели в ПК ЛИРА-САПР 
необходимо выполнить компоновку конструкций рабочей площадки, назначить предварительные жесткости элементам балочной клетки, создать основные опорные узлы (граничные условия). 
В первом приближении расчетчики опираются на опыт проектирования и, выполняя предварительные ручные расчеты, задаются сечениями несущих элементов балочной 
клетки. 
В учебно-методическом пособии исходные данные для компьютерного проектирования в Tekla Structures и расчета балочной клетки в ПК ЛИРА-САПР были приняты из 
примера ручного расчета несущих конструкций балочной клетки, изложенного в учебном 
пособии [1].
Исходные данные
1. Компоновка каркаса рабочей площадки (геометрия модели):
– шаг колонн в продольном направлении — 16 м;
– шаг колонн в поперечном направлении — 6,5 м;
– отметка верха настила — 9 м;
– шаг балок настила: основной шаг 900 мм (при толщине настила 10 мм); с краю у 
колонн — 2 шага по 625 мм.
2. Жесткостные характеристики конструкций балочной клетки:
– балки настила — прокатный двутавр I40 по ГОСТ 8239–89 [2];
– главные балки — составной сварной двутавр с изменением сечения в 1/6 от пролета. Основное сечение: полка размером 500×40 мм, стенка размером 1600×20 мм; измененное сечение назначается на расстоянии примерно 1/6 пролета главной балки (2,6 м от опоры), полка размером 250×40 мм, стенка размером 1600×20 мм по ГОСТ 19903–2015 [3];
– колонны — составной сварной двутавр, полка размером 400×30 мм, стенка размером 450×14 мм по ГОСТ 19903–2015;
– вертикальные связи — уголки 75×75×5 по ГОСТ 8509–2015 [4].
3. Материал — сталь марки С255.
4. Граничные условия: 
– крепление главных балок к колоннам шарнирное (опирание сбоку);
– крепление балок настила к главным балкам шарнирное (опирание сверху или сбоку).Каркас рабочей площадки — связевый, геометрическая неизменяемость каркаса рабочей площадки обеспечивается установкой вертикальных связей в обоих направлениях.
5. Нагрузки: 
– постоянная нагрузка — вес стального настила, толщина листа 10 мм: 0,79 кН/м2; 
расчетное значение — 0,83 кН/м2;
– временная равномерно распределенная нагрузка — 34 кН/м2, расчетное значение — 
40,8 кН/м2.
6. Загружения: 
– 1-е загружение — постоянная нагрузка (вес стального настила), собственный вес 
конструкций балочной клетки (вес балок настила, главных балок, колонн определяется 
автоматически в соответствии с заданными сечениями в ПК и коэффициентами надежности);
– 2-е загружение — временная равномерно распределенная нагрузка.
7. Монтажный стык отправочных марок главных балок выполняется на накладках с 
применением высокопрочных болтов с контролируемым натяжением (высокопрочные 
болты диаметром 30 мм из стали 40Х). 
6

Схема расстановки балок настила принята по пособию [1] и приведена на рис. 1.1. 
Рис. 1.1. Схема балочной клетки
7