Содержание
Предшествующим этапом разработки конструкторской документации на башню или мачту (в частности) всегда предшествует расчет конструкции. Разработка расчетной схемы должна максимально достоверно отображать поведение конструкции в конкретных природных условиях, как правило, изначально изложенных в техническом задании. В текущей серии статей пойдет речь о возможностях создания расчетной схемы, чтобы осуществить расчет мачты в SCAD. Это первая часть серии статей о том, как построить полную расчетную схему мачты в SCAD и посчитать ее.
Начало работы в SCAD
Поверхностно этот вопрос был затронут в более краткой аналогичной статье, но посвященной ЛИРА-САПР. В текущей серии статей, как видно, используется иная расчетная программа.
Прежде чем вводить составные элементы расчетной схемы, такие как узлы или стержни, следует определиться с тем, как будущая конструкция вообще будет выглядить. После этапа примерных набросков (или анализа готового образа), уже можно приступать к вводу элементов в SCAD.
Чтобы создать новый проект, следует после запуска SCAD Office, нажать на кнопку «Новый проект» в ленте параметров программы (рис. 1).
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/1.png)
После активации вышеобозначенной кнопки, появится окно (рис. 2), в котором следует указать некоторые базовые условия, от которых напрямую зависит дальнейшее проектирование расчетной схемы.
В нем необходимо задать:
- Наименования будущего объекта, включающее так же наименование проектной организации (можно не указывать);
- Единицы измерения, которые можно изменить для удобства ввода и анализа нагрузок и внутренних силовых факторов, кому как удобно (например, силы в кН или т);
- Нормы проектирования, для России нужно выбрать актуальные Своды Правил.
- Коэффициент надежности по ответственности, который назначается, исходя из требований заказчика или по ГОСТ 27751-2014.
- Тип схемы, как правило, для пространственных расчетных схем используется именно 5 признак (включен по умолчанию).
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/2.png)
После утверждения окна настроек нового проекта, SCAD предложит сохранить файл расчетной схемы в удобное для пользователя место. В появившемся перечне окна управления проектом следует выбрать папку «Расчетная схема», чтобы приступить к вводу геометрии. Можно начать создавать расчет мачты в SCAD.
Создание узлов в SCAD
Создание любой расчетной схемы начинается с установки узлов в пространстве. Стоит напомнить, что расчетная схема — идеализированная и максимально упрощенное видение проектируемой конструкции, максимально достоверно отражающая работу несущих конструкций здания или сооружения. В частности, у мачт и башен основными элементами построения схемы являются узлы и стержни.
Для того, чтобы ввести узел, необходимо выбрать на панели инструментов вкладку «Узлы и Элементы» — кнопка «Узлы», которая раскрывает подсписок — «Ввод Узлов» (рис. 3). В предложенном окне необходимо ввести координаты расположения узла в пространстве, с учетом направления осей, которые отображены в левом нижнем углу рабочего поля SCAD (рис. 4). Стоит обратить внимание, что расстояния между поясами надо задавать с учетом смещения из-за центра масс этих уголков.
Иными словами, габаритные размеры секции от внешней грани полки уголка до второй такой же грани — 400 мм, при учете, что эти уголки 50х5, а у них Х0 (по ГОСТ 8509-93) равняется 14,2 мм, то расстояние между смежными узлами должно быть 370 мм (округлено). Наглядный пример на рис. 5, где 14,2 мм показано Х, а общий габарит 400 мм — Y.
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/4.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/3-1.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/6-2.png)
Остается создать другие граничные узлы, между которыми будут протянуты стержни. В случае проектирования в рамках одной секции мачты — узлы ее вершины. Удобнее всего будет это сделать, скопировав уже установленные узлы на расстояние высоты секции, предварительно их выделив. Для этого существует специальный инструмент — «Ввод узлов на заданном расстоянии от отмеченных» (рис. 6). В появившемся окне (рис. 7) необходимо выбрать нужное перемещение точек по вертикали, а именно дельта Z, на 2.4 м (высота секции мачты, стык поясов).
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/5.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/7.png)
Создание стержней в SCAD
Создание поясов секции секции мачты в SCAD
Для того, чтобы построить в текущей расчетной схеме пояса, нужно соединить вертикальными стержнями созданные граничные узлы одной секции мачты. Для этого нужно во вкладке «Узлы и Элементы» перейти в подленту «Элементы» и активировать кнопку «Добавление стержней» (рис. 8).
В новом окне можно сразу же задать жесткость стержням, как было указано выше, применяется уголок 50х5. Поэтому в окне (рис. 9) ставится галочка напротив «Жесткость», и, щелкая на значок вопроса, выбирается нужный профиль.
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/9.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/8.png)
Соединяются последовательно узлы снизу вверх (в одном направлении), чтобы локальные оси элементов были сонаправлены. Полученные пояса секции на рис. 10. Однако, если включить отображение сечений элементов с помощью кнопки «Удаление линий невидимого контура» (рис. 11), нажав по ней правой кнопкой и отметив галочку напротив «Показывать профиль стержней» (рис. 12) и активировав кнопку, то можно заметить, что три из четырех стержней необходимо прокрутить вокруг своей оси, чтобы стержни заняли правильную геометрическую позицию (рис. 13).
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/10-842x1024.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/11-150x150.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/12-150x150.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/13-492x1024.png)
Чтобы это исправить, нужно поочередно выделять нужные стержни с помощью кнопки «Информация об элементе», затем выбрать пункт «Местные оси» и прокрутив на нужный угол (рис. 14). Конечный вид на рис. 15.
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/14.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/15-779x1024.png)
Создание распорок секции мачты в SCAD
В текущий расчет мачты в SCAD необходимо в секцию добавить два уровня распорок: снизу и сверху. Чтобы их отразить в расчетной схеме, нужно создать узлы в существующих стержнях-поясах на определенном расстоянии от их начальных точек. Это можно выполнить с помощью инструмента «Разбивка стержня» (рис. 16), предварительно выделив эти стержни. В новом открытом окне выбрать «На заданном расстоянии» (рис. 17) и указать значение. В нашем случае:
- нижняя распорка состоит из уголка 32х4, отступ от крайних точек — примерно 0.05 м.
- верхняя распорка -состоит из уголка 50х5, отступ от крайних точек — примерно 0,045 м.
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/16.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/17.png)
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/18-546x1024.png)
После создания узлов, соединяем их стержнями с вышеуказанными жесткостями. Полученный результат на рис. 18 с уже повернутыми местными осями.
Установка раскосов секции мачты в SCAD
Согласно исходной документации, ось раскосов секции мачты пересекается с осью поясов в нижних уже существующих узлах, а пересечения верхних раскосов с поясами ниже распорок на 0.07 м. Соответственно, аналогично прошлой главе создать новые узлы.
В грани секции находится 8 раскосов, соответственно необходимо разбить пояса на 8 одинаковых участков. Сделать это можно с помощью той же разбивки стержня, только выбрав «На N равных участков» (рис. 19).
Полученные узлы соединить стержнями, чтобы получилась треугольная решетка, как на рис. 20.
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/19.png)
![Секция мачты в SCAD](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/20-591x1024.png)
Установка диафрагмы в секцию мачты в SCAD
Диафрагма в текущей мачте представляет из себя вписанный правильный квадрат в сечение секции, повернутый на 45 градусов вокруг оси Z. Состоит из уголков 25х4. Чтобы их поставить, нужно верхние распорки поделить пополам с помощью разбиения стержня. Общий вид полученной диафрагмы представлен на рис. 21.
![](https://buildsam.ru/wp-content/uploads/2020/09/21-1024x994.png)
Продолжение материала «Расчет мачты в SCAD» по следующим ссылкам: