[румата]

Эта тема создана с целью поиска и сбора информации по любым из существующих способов и методам определения расчетных длин, а также с целью их обсуждения, критики или формулировок своих собственный методик применительно к расчетам на устойчивость и проверке по предельной гибкости согласно норм РФ и, возможно, других стран.

[Нубий-IV]

Сообщение от румата В рамках той точнейшей теории по которой эта расчетная длина определена.

Сообщение от румата как такой ручной расчет применить к значительно более сложной системе

Это два разных конца одной и той же шутки.

В простой схеме явная ошибка в длине, и причина ошибки, очевидны. А в более сложной, где разные рамы как-то между собой связаны, увидеть, что они друг на друга недостаточно сильно влияют, и их надо разделять на разные расчетные схемы, уже проблема. В идеале сам алгоритм должен ловить такие случаи. Вот алгоритм "по первой форме" прямо требует, чтобы ему "не такие" схемы не подсовывали.

Пример с одиночными стержнями выше показывает, что, начиная с некоторой величины, нелинейный расчет перестает сходиться. И, если предельная нагрузка второй колонны окажется выше, чем нагрузка сходимости для первой, для второй колонны нелинейный счет будет невозможно выполнить физически. Хотя, возможно, это просто глюк Скада. Но, глюк или не глюк, проверить расчетную длину 4.4 может не получиться.

А ручной счет дает тот же ответ, но без нелинейных расчетов в принципе. Он всегда даст ответ, в Скаде или без него.

Надо дальше тестировать взаимодействие форм. Минимум из них берется, или они взаимодействуют как-то, типа корня из суммы квадратов. Нужна схема, где формы очевидно переключаются - например, с ригелем, сползающим вниз, к заделке.

Моя главная проблема пока - дикая трудоемкость создания деформированных схем. Я прошлый раз с бетоном бросил разбираться из-за нее. Как это дело автоматизировать можно, кто знает?

Сообщение от румата нелинейный расчет, только годный для простейших систем.

Можно пример системы, где он даст неправильные напряжения? Желательно, не в виде "рассмотрим раму бесконечной длины".

[румата]

Сообщение от Нубий-IV Можно пример системы, где он даст неправильные напряжения?

Под "годный" имелось в виду затруднительное его применение при расчетах сложных систем.

----- добавлено через ~5 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV Моя главная проблема пока - дикая трудоемкость создания деформированных схем. Я прошлый раз с бетоном бросил разбираться из-за нее. Как это дело автоматизировать можно, кто знает?

Вам просто нужна программа, которая умеет изменять иделализированную геометрию на слегка деформированную или по результатам расчета на фиктивные боковые нагрузки, или по результатам расчета на упругую устойчивость. RFEM так умеет. Там нет никакой проблемы создать погибь или перекос вспомогательным загружением от которого пойдет в расчет только деформированная геометрия без учета НДС.

----- добавлено через ~7 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV Надо дальше тестировать взаимодействие форм. Минимум из них берется, или они взаимодействуют как-то, типа корня из суммы квадратов.

Конечно корень из суммы квадратов. Но зачем это нужно практически - мне не ясно.

----- добавлено через ~12 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV Как это дело автоматизировать можно, кто знает?

Можно и для скада автоматизировать. На подобие того, как это сделано в RFEM. Типа перегона результатов деформации узлов в исходную геометрию без изменения нагрузок, нумерации узлов и элементов.

----- добавлено через ~12 мин. -----
Плагином или расширением это дело оформить.

[Нубий-IV]

Сообщение от румата Конечно корень из суммы квадратов.

Про "конечно" - смешная шутка. Число форм потери устойчивости бесконечно. Если их сложить под корнем, получится конечный ответ?

Сообщение от румата При нелинейном расчете только распределение суммарной нагрузки влияет на критическую силу рамы.

В Скаде и в Старке оно влияет только на нагрузку, при которой нелинейный расчет окончательно развалится. Но в Старке во фронтальном решателе есть галочка "искать решение в закритической области", с ней решение сходится всегда.

Сообщение от румата зачем это нужно практически

Любому, кто будет делать нелинейный расчет, это принципиально важно. От того, какие формы заданы в расчет, зависит, какой ответ получится. Примитивнейшие примеры схем, где форм уже две, приведены прямо в этой схеме, мной и IBZ. Надо ли для каждой из колонн задавать свою форму? Можно ли задать все сразу? Нужно ли учесть знаки? Если есть расчеты по двум формам, как из них получить ответ для суммарной? И т.д, и т.п.

• Схема 1
  Прямой стержень. Нет искривлений - расчет разваливается при Ncr. С галочкой - спокойно идет дальше с прямолинейной осадкой стержня вниз. Как из такого нелинейного расчета определить правильную несущую?
• Схема 2
  Задано искривление по первой форме. Расчет находит правильную Nu по первой форме, и разваливается на Ncr. Хороший расчет, честный.
• Схема 3
  Задано искривление по второй форме. Расчет разваливается при Ncr по первой форме. С галочкой - показывает Nu по второй форме. Первая форма в расчете в явном виде никак не появляется. Как по этому расчету понять, что Nu - неправильная?
• Схема 4
  Искривление по сумме форм. Разваливается при Ncr по первой форме. С галочкой - показывает Nu по первой форме, игнорируя наличие второй. При этом вторая форма наверняка меняет запасы прочности для сечений в четвертях, мне лень проверять вручную за Старком.

Это называется "искривление не влияет на нелинейный расчет"?

[Нубий-IV]

Сообщение от румата Плагином или расширением это дело оформить.

Хорошая мысль должна быть материальна:

Код:

[Выделить все]

 
#include <Windows.h>
#include <SCADAPIX.hxx>
#include <iostream>
#include <string>


class UserInput {
public:
	UserInput();
	
	bool PromptLoad(UINT nLoads);
	bool PromptForm(UINT nForms);
	bool PromptFactor();

	UINT Load();
	UINT Form();
	double Factor();
private:
	UINT load;
	UINT form;
	double factor;
};

UserInput::UserInput()
{
	load = 0;
	form = 0;
	factor = 0.0;
}

bool UserInput::PromptLoad(UINT nLoads)
{
	for (;;) {
		std::string userInput;

		switch (nLoads) {
		case 0:
			std::cout << "\tНет загружений [Enter]: ";
			break;
		case 1:
			std::cout << "Номер загружения или [Enter] (1): ";
			break;
		default:
			std::cout << "Номер загружения или [Enter] (1-" << nLoads << "): ";
			break;
		}

		std::getline(std::cin, userInput);

		if (nLoads == 0   ||   userInput.empty()) {
			this->load = 0;
			return false;
		}

		try {
			UINT load = std::stoul(userInput);
			if (load > 0 && load <= nLoads) {
				this->load = load;
				return true;
			}
		}
		catch (const std::invalid_argument&) {}
		catch (const std::out_of_range&) {}
	}
}

bool UserInput::PromptForm(UINT nForms)
{
	for (;;) {
		std::string userInput;

		switch (nForms) {
		case 0:
			std::cout << "\tНет вычисленных форм [Enter]: ";
			break;
		case 1:
			std::cout << "\tНомер формы или [Enter] (1): ";
			break;
		default:
			std::cout << "\tНомер формы или [Enter] (1-" << nForms << "): ";
			break;
		}

		std::getline(std::cin, userInput);

		if (nForms == 0   ||   userInput.empty()) {
			this->form = 0;
			return false;
		}

		try {
			UINT form = std::stoul(userInput);
			if (form > 0 && form <= nForms) {
				this->form = form;
				return true;
			}
		}
		catch (const std::invalid_argument&) {}
		catch (const std::out_of_range&) {}
	}
}

bool UserInput::PromptFactor()
{
	for (;;) {
		std::string userInput;
		std::cout << "\t\tМножитель: ";

		std::getline(std::cin, userInput);

		try {
			double factor = std::stod(userInput);
			this->factor = factor;
			return true;
		}
		catch (const std::invalid_argument&) {}
		catch (const std::out_of_range&) {}
	}
}

UINT UserInput::Load()
{
	return load;
}

UINT UserInput::Form()
{
	return form;
}

double UserInput::Factor()
{
	return factor;
}


struct Coordinate {
	double x;
	double y;
	double z;
};


struct Displace {
	double x;
	double y;
	double z;
};


class ScadProject {
public:
	ScadProject();
	
	bool Read();
	bool Write();

	UINT Loads();
	UINT Forms(UINT load);

	bool AddDisplace(UINT load, UINT form, double factor);

	bool IsChanged();
private:
	ScadAPI hScadProject;
	char* workDir;
	UINT nNodes;
	Coordinate* originalCoordinates;
	Displace* displaces;
	bool isChanged;

	bool InitWorkDir();

	bool InitHandle();
	bool ReadProject();
	bool WriteProject();
	bool ReadResults();
	bool GetNodesNumber();
	bool AllocateCoordinates();
	bool AllocateDisplaces();
	
	bool SaveOriginalCoordinates();
	bool SetZeroDisplaces();

	bool FindStr(UINT load, UINT form, UINT* pStr);
	bool AddDisplacesToProjectCoordinates();
};

ScadProject::ScadProject()
{
	hScadProject = 0;
	workDir = 0;
	nNodes = 0;
	originalCoordinates = 0;
	displaces = 0;
	isChanged = false;

	InitWorkDir();
}

bool ScadProject::Read()
{
	return
		InitHandle() &&
		ReadProject() &&
		ReadResults() &&
		GetNodesNumber() &&
		AllocateCoordinates() &&
		AllocateDisplaces() &&
		SaveOriginalCoordinates() &&
		SetZeroDisplaces();
}

bool ScadProject::Write()
{
	isChanged = false;
	return
		AddDisplacesToProjectCoordinates() &&
		WriteProject() &&
		SetZeroDisplaces();
}

UINT ScadProject::Loads()
{
	return ApiGetQuantityLoad(hScadProject);
}

UINT ScadProject::Forms(UINT load)
{
	return ApiGetQuantityLoadStr(hScadProject, API_RESULT_STABIL, load);
}

bool ScadProject::FindStr(UINT load, UINT form, UINT* pStr)
{
	for (UINT str = 1; ; str++) {
		ApiLoadingData data = { 0 };

		if (ApiGetResultData(hScadProject, API_RESULT_LOAD, 1, str, &data) != APICode_OK) {
			*pStr = 0;
			return false;
		}

		if (data.TypeInf == 0 &&
			data.TypeLoad == 0 &&
			data.TypeEnvelope == 0 &&
			data.NumLoad == 0 &&
			data.NumSchemUnite == 0 &&
			data.NumLoadSchemUnite == 0 &&
			data.NumStep == 0 &&
			data.NumFixedStep == 0 &&
			data.QuantityForm == 0 &&
			data.NumForm == 0 &&
			data.Value == 0.0 &&
			data.ProcMassX == 0.0 &&
			data.ProcMassY == 0.0 &&
			data.ProcMassZ == 0.0 &&
			data.Name == 0 &&
			data.Comb == 0) 
		{
			*pStr = 0;
			return false;
		}

		if (data.TypeInf != API_RESULT_STABIL)
			continue;

		if (data.TypeEnvelope != ApiDYN_STAB)
			continue;

		if (data.NumLoad != load)
			continue;

		if (data.NumForm != form)
			continue;

		*pStr = str;
		isChanged = true;
		return true;
	}
}

bool ScadProject::AddDisplacesToProjectCoordinates()
{
	for (UINT node = 1; node <= nNodes; node++) {
		double x = originalCoordinates[node].x + displaces[node].x;
		double y = originalCoordinates[node].y + displaces[node].y;
		double z = originalCoordinates[node].z + displaces[node].z;

		if (ApiNodeUpdate(hScadProject, node, x, y, z) != APICode_OK)
			return false;
	}

	return true;
}

bool ScadProject::AddDisplace(UINT load, UINT form, double factor)
{
	UINT str;
	if (!FindStr(load, form, &str))
		return false;

	for (UINT node = 1; node <= nNodes; node++) {
		double* pDisplace = ApiGetDisplace(hScadProject, 1, str, node);
		if (!pDisplace)
			return false;

		displaces[node].x += pDisplace[0] / 1000.0 * factor;
		displaces[node].y += pDisplace[1] / 1000.0 * factor;
		displaces[node].z += pDisplace[2] / 1000.0 * factor;
	}

	return true;
}

bool ScadProject::IsChanged()
{
	return isChanged;
}

bool ScadProject::InitHandle()
{
	if (ApiCreate(&hScadProject) != APICode_OK)
		return false;

	return true;
}

bool ScadProject::InitWorkDir()
{
	workDir = new char[MAX_PATH];
	GetPrivateProfileString("SCAD", "SWORK", "C:\\SWORK", workDir, MAX_PATH, ".\\ScadSFormsExport.ini ");

	return true;
}

bool ScadProject::ReadProject()
{
	if (ApiReadProject(hScadProject, 0) != APICode_OK)
		return false;

	return true;
}

bool ScadProject::WriteProject()
{
	if (ApiWriteProject(hScadProject, 0) != APICode_OK)
		return false;

	return true;
}

bool ScadProject::ReadResults()
{
	UnitsAPI units[] = { { "m", 1 }, { "T", 1 } };

	if (ApiInitResult(hScadProject, units, workDir) != APICode_OK)
		return false;

	return true;
}

bool ScadProject::GetNodesNumber()
{
	nNodes = ApiGetQuantityNode(hScadProject);

	return true;
}

bool ScadProject::AllocateCoordinates()
{
	originalCoordinates = new Coordinate[(size_t)nNodes + 1];

	return true;
}

bool ScadProject::AllocateDisplaces()
{
	displaces = new Displace[(size_t)nNodes + 1];

	return true;
}

bool ScadProject::SaveOriginalCoordinates()
{
	for (UINT node = 1; node <= nNodes; node++) {
		LPCNodeApi pNodeApi = ApiGetNode(hScadProject, node);
		if (!pNodeApi)
			return false;

		originalCoordinates[node].x = pNodeApi->x;
		originalCoordinates[node].y = pNodeApi->y;
		originalCoordinates[node].z = pNodeApi->z;
	}

	return true;
}

bool ScadProject::SetZeroDisplaces()
{
	for (UINT node = 1; node <= nNodes; node++) {
		displaces[node].x = 0.0;
		displaces[node].y = 0.0;
		displaces[node].z = 0.0;
	}

	return true;
}


int main()
{
	setlocale(LC_ALL, "Russian");
	setlocale(LC_NUMERIC, "C");

	ScadProject sp;
	UserInput ui;

	if (sp.Read())
		for (;;) {
			while (ui.PromptLoad(sp.Loads())) {
				while (ui.PromptForm(sp.Forms(ui.Load()))   &&   ui.PromptFactor()) {
					sp.AddDisplace(ui.Load(), ui.Form(), ui.Factor());
				}
			}
			if(sp.IsChanged())
				if (sp.Write())
					std::cout << "Деформированная схема экспортирована." << std::endl << std::endl;
				else
					std::cout << "Ошибка записи проекта." << std::endl << std::endl;
		}
	else
		std::cout << "Ошибка чтения проекта." << std::endl;
}

Во вложении - скомпилированная программа.

Экспортирует из проекта SCAD формы потери устойчивости в виде деформированной схемы. Номера загружений, номера форм и коэффициенты при них - по выбору. Формы экспортируются по отдельности или в любых комбинациях. (Сам Скад экспортирует только одну форму, и из вредности - только первую). Для запуска либо программу положить в папку рядом со Скадом, либо в папку с программой скопировать из папки Скада библиотеки, на нехватку которых программа ругается при запуске (я не стал их архивировать, там под двести метров весу):

libiomp5md.dll
libmmd.dll
mkl_core.1.dll
mkl_intel_thread.1.dll
ProfileXXI.dll
SCADAlien.dll
SCADAPIX.dll
SCADFemBase.dll
SprFEM.dll
SprResult.dll
SprSchema.dll
SprSchemaRc1049.dll
SprTools.dll

Перед запуском настроить в файле ScadSFormsExport.ini путь к каталогу SWORK, иначе результаты расчета никогда не будут обнаруживаться.

[румата]

Сообщение от Нубий-IV Число форм потери устойчивости бесконечно. Если их сложить под корнем, получится конечный ответ?

Для конечного ответа необходимо, как при динамическом расчете, рассмотреть конечное число первых форм.

Сообщение от Нубий-IV В Скаде и в Старке оно влияет только на нагрузку, при которой нелинейный расчет окончательно развалится.

Нагрузка, при которой деформационный расчет начинает идти "вразнос" и есть критическая нагрузка рамы.

Сообщение от Нубий-IV Но в Старке во фронтальном решателе есть галочка "искать решение в закритической области", с ней решение сходится всегда.

А это лишнее, закритическое состояние хоть и интересная штука, но не особо пригодная в практике проектирования.

Сообщение от Нубий-IV Любому, кто будет делать нелинейный расчет, это принципиально важно. От того, какие формы заданы в расчет, зависит, какой ответ получится.

Понятно, что зависит. Только вот "упругая" ФПУ это абстракция чистой воды. Реальностью является монтажный перекос и допуск на кривизну проката. Они далеко не всегда эквивалентны формам потери устойчивости и их и нужно учитывать в деф. расчете в первую очередь.

Сообщение от Нубий-IV Хорошая мысль должна быть материальна:

Обращайтесь, еще есть куча "хороших" мыслей в резерве

[Нубий-IV]

Сообщение от румата закритическое состояние хоть и интересная штука, но не особо пригодная в практике проектирования.

Как это не пригодная? Я вот только что начал тестировать расчет в Скаде по формам из программы выше, и сразу обломился. В моей раме 20К1/30К1 не удается получать R=240МПа во второй колонне по старшим формам. Расчет разваливается раньше, после первой формы для рамы. Это означает, что я не могу получить честный поэлементный расчет в нелине. Сейчас вот проплачусь и попробую в Старке посчитать (а он не автоматизируется, и терпение у меня может лопнуть раньше, чем я до ответа доберусь).

Собственно, сама затея поменять нагрузку так, чтобы уменьшить расчетную длину недогруженной колонны (как в статьях), подразумевает, навскидку, пару версий:

1. Мы для этой колонны как бы берем следующую форму. Вот эту версию я и хотел протестировать, посмотрев несущие способности колонн по следующим формам. Вдруг колонна по своей "родной" форме достигает R раньше, чем по общей: по общей-то нужная деформация сразу не выбрана. КЗУ рамы по первой форме - это R в перегруженной колонне, а у недогруженной резерв; вдруг в нелине его вторая/третья форма обставит.
2. Мы предполагаем, что нагрузки не растут все пропорционально, а растет только локально нагрузка на одну колонну. Эта версия как раз следующая с списке.

У обеих версий цель либо поймать СП на недооценке в какой-нибудь из схем, либо убедиться, что как раз все работает как надо. В формулах я такое не осилю, так хоть россыпь случайных схем численно сверить можно.

[Бахил]

Offtop: Подкинуть дровишек, смеха ради..
Определитель шарнирного стержня в МКЭ

Даёт критическую силу

что несколько отлично от Эйлеровой. Примерно в 1,22 раза.
МНП даёт практически Эйлерову.

[румата]

Сообщение от Нубий-IV Это означает, что я не могу получить честный поэлементный расчет в нелине.

Поэлементный расчет в нелине при расчете рамы целиком? Сдается Вы, батенька, чего-то не того хотите от нелина. Даже, можно сказать, невозможного хотите.

Сообщение от Нубий-IV В моей раме 20К1/30К1 не удается получать R=240МПа во второй колонне по старшим формам.

Не могу взять в толк зачем заставлять раму работать противоестественно по старшим формам, когда физика и механика сводят эту работу к единственному пути разрушения?

[Нубий-IV]

Сообщение от румата зачем заставлять раму работать противоестественно по старшим формам

Тогда любой поэлементный расчет - противоестественный. Как может обеспечиваться прочность по моменту пролете, если не прошла поперечка на опоре? Надо и в проверку момента подставлять нагрузку, найденную обратным путем через поперечную силу. Это критическая сила для балки - по первому сломавшемуся.

[румата]

Сообщение от Нубий-IV Тогда любой поэлементный расчет - противоестественный.

Конечно. Противоествественный поэлементный расчет оправдан только тогда, когда его легко выполнить без потери надежности.

Сообщение от Нубий-IV Как может обеспечиваться прочность по моменту пролете, если не прошла поперечка на опоре?

Обеспечиваться прочность проленого сечения может. Просто в реальности вся балка разрушится на опоре, т.е. не в том месте.

Сообщение от Нубий-IV Надо и в проверку момента подставлять нагрузку, найденную обратным путем через поперечную силу.

Надо, только Вы почему-то пытаетесь сделать наоборот. Деф. расчет Вам показывает разрушение по 1-й форме с минимальной критичесой силой(условно прочность на опоре), а Вы от него требуете разрушаться по высшим формам с бОльшей критической силой(нет - ломайся ты не на опоре, а в пролете). Так не бывает в реальности, так бывает только в нормах, когда никто не знает наперед что наступит раньше и проверяются все возможные предельные состояния поперечных сечений без привязки к общей работе балки.

----- добавлено через ~24 мин. -----

Сообщение от Бахил Определитель шарнирного стержня в МКЭ Даёт критическую силу

Где-то ошибка, и матрицы жесткости, из которой вычисляется определитель, не видно.

[Бахил]

Сообщение от румата Где-то ошибка,

Ну так пересчитай и покажи где.

[румата]

Сообщение от Бахил Ну так пересчитай и покажи где.

Хорошо, только для начала свою матрицу покажи.

[Бахил]

Продолжаем экзерсисы.
Консольный стержень:

Уже ближе к Эйлеру

[румата]

Сообщение от Бахил Продолжаем экзерсисы. Консольный стержень:

Что означает твоя матрица 2х2? Где в ней твой любимый критический параметр ?

[румата]

Для консольного стержня матрица критического параметра должна выглядеть так

[Нубий-IV]

Сообщение от румата Обеспечиваться прочность проленого сечения может. Просто в реальности вся балка разрушится на опоре, т.е. не в том месте.

Колонны в раме тоже разрушаются не в том месте. Однако мы их почему-то равняем под единую нагрузку. Для балки аналогия выглядит так:
Дана нагрузка на балку 10т/м. Момент в пролете 100тм, поперечка на опоре 50т.

Проверяем прочность стенки на опоре на срез, получаем критическую величину Qcr = RA = 10*10 = 100т, коэффициент запаса 2, и критическую нагрузку на балку qcr = 20т/м. Это балка Эйлера.

А момент в пролете Mcr = RW = 10*40 = 400тм, с запасом 4 раза и qcr=40т/м. Не сходится, приводим сечение к эквивалентному, введя коэффициент расчетной длины сечения μ = 0.79. Он показывает, на сколько надо умножить размеры сечения, чтобы критический момент балки Эйлера стал равен моменту реальной балки.

Вот теперь можно проверить прочность по моменту. Момент сопротивления при μ = 0.79 станет равен W=40*0.79^3 = 20, момент Mcr = RW = 10*20 = 200тм, коэффициент запаса 2, критическая нагрузка qcr = 20т/м. Все сходится, все правильно.

Так же можно делать все остальные проверки - прогибы, устойчивости, прочности швов. Они все и всегда покажут запас 2 раза, и критическую нагрузку 40т/м. Чем больше одинаковых проверок, тем больше все сходится, тем больше все правильно.

Сообщение от румата Деф. расчет Вам показывает разрушение по 1-й форме с минимальной критичесой силой

Он еще ничего не показал. Старк не автоматизируется, и даже первую версию расчета я получу, возможно, только к концу недели. Но вот запасы системы по высшим формам уже не выпуклые, и уже напоминают объединение нескольких разных форм. Плюс они похожи на область поэлементной прочности нелинейного расчета из поста 162. Например, почему проверка устойчивой прочности по первой форме похожа на проверку устойчивости по третьей?

[Ильнур]

Сообщение от Бахил ... смеха ради...Примерно в 1,22 раза.

Чушь собачья. Где откопал?

[Бахил]

Сообщение от Ильнур Чушь собачья. Где откопал?

Да, твой любимый МКЭ.

----- добавлено через ~5 мин. -----
Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений. под ред. Смирнова, 1984. стр. 301, табл. 11.1

[IBZ]

Сообщение от Бахил Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений. под ред. Смирнова, 1984. стр. 301, табл. 11.1

Этот метод носит название "Энергетический метод в форме перемещений". Он впервые предложен В.В. Болотиным в книге «Динамическая устойчивость упругих систем» 1956 года издания (стр. 505 – 513). Этот метод позиционируется как приближенный и не может конкурировать с точными расчётами.

[RsAs]

Большая там погрешность?