ПК ЛИРА 10

ПК ЛИРА 10

В релизе ПК ЛИРА 10.10 R2.0 внесены следующие изменения и исправлены выявленные ошибки:

• Внесены уточнения в учет пластинчатых КЭ упругой связи (94, 97) 
• Уточнены алгоритмы вычисления усилий в пластинах плоской деформации 
• Исправлена редкая ошибка учета групп объединения перемещений в задачах системы МОНТАЖ 
• Реализована возможность отключать загружения в базовых задачах для системы ВАРИАЦИЯ МОДЕЛЕЙ 
• В алгоритме генерации автоматических РСН реализован учет коэффициентов сочетаний по степени влияния 
• Исправлена ошибка отображения эпюр внутренних усилий на стержневых элементах от РСН в задачах системы МОНТАЖ 
• При задании ветровой нагрузки на поверхность добавлена возможность задавать готовый график изменения давления ветра по высоте 
• В алгоритме преобразования фрагмента КЭ сети в архитектурные элементы реализован учет равномерно распределенных нагрузок на часть создаваемого архитектурного элемента 
• Реализовано залипание курсора мыши к ребрам архитектурных элементов 
• В режиме "Переместить" реализована возможность переноса вершин архитектурных элементов на заданную прямую или плоскость 
• В режимах "Преобразовать результатов в исходные данные" и "Крены и перекосы" уточнен учет пользовательских единиц измерения 
• В режиме "Группы элементов" ускорено удаление групп (в том числе и пустых) 
•  Ускорена работа с РСН в задачах системы МОНТАЖ

• Уточнен алгоритм наращивания армирования при проверке на комплексное кручение 
• Уточнен алгоритм учета случайного эксцентриситета согласно требований ДБН и Еврокод

• При проверке общей устойчивости сжатых и сжато-изогнутых элементов коробчатого сечения по нормам СП 16.13330.2017 вместо изменённых формул (120), (121) реализована формула (33) действующих норм СП 294.1325800.2017. 
• При проверке местной устойчивости стенок изгибаемых элементов по формулам (80) СП 16.13330.2017, или (9.39) ДБН В.2.6-198:2014 расширена верхняя граница гибкости стенки, позволяющая использовать указанные формулы 
• Исправлена неточность при редуцировании тонких стенок сжатых и сжато-изогнутых элементов коробчатого сечения. 
• Добавлены новые сортаменты полосовой (ГОСТ 103-2006) и широкополосной (ГОСТ 82-70) стали. 
• Добавлены некоторые пояснения при задании исходных данных конструирования двухветвевых сечений. Также произведено уточнение собственного веса двухветвевых элементов с учётом вида и заданных профилей соединительных элементов. 
•  Исправлена неточность, связанная с применением формулы (10.28) ДБН В.2.6-198:2014 при проверке местной устойчивости стенок двутавров и швеллеров в сжатых и сжато-изогнутых элементах. 
• Исправлена ошибка, связанная с применением коэффициента условий работы при сейсмике. (Ранее он ошибочно применялся также и к пульсационной составляющей ветровой нагрузки).

• Добавлен учет таблицы П.1.6 ДБН В.2.1-10-2009 для висячих набивных, буровых и буроинъекционных свай 
• В зависимости от типа основания изменен интерфейс таблицы грунтов 
• Скорректирована формула (5.19) (п.5.6.35) при определении осадки фундаментов на естественном основании и условных фундаментов при расчете по 3-му методу согласно требованиям СП 22.13330.2016

• При импорте из Revit уточнен учет криволинейных стен 
• Реализовано сохранение параметров импорта модели из dxf формата

• Обновлена справочная система

ПК ЛИРА 10 – позволяет производить все имеющиеся виды расчетов зданий и сооружений и является многофункциональной системой анализа и расчета строительных и машиностроительных конструкций различного назначения.

ПК ЛИРА 10 предназначен для моделирования и расчета зданий и сооружений любой сложности — от простых рам до высотных зданий и уникальных сооружений, таких как стадионы, аэропорты и др. 

ПК ЛИРА 10 - это единственный на сегодняшний день российский софт, позволяющий осуществить полноценную интеграцию с самой распространенной BIM-системой - Autodesk Revit, а также с Tekla. Помимо этого, осуществляется импорт и экспорт моделей со следующими программами: Renga, Allplan, ArchiCAD, Model Studio CS, AutoCAD, Revit, Tekla, NanoCAD, ZWCAD, Femap, SCAD Office, Stark, Plaxis, Лира САПР, Компас 3D. 

Удобство использования в сочетании с простым и понятным единым интерфейсом — главные идеи, заложенные в концепцию программного комплекса ЛИРА 10

Программный комплекс ЛИРА включает в себя следующие модули, позволяющие решать широчайший спектр задач строительного направления.  

Основные преимущества ПК ЛИРА 10

На российском рынке программного обеспечения для численного анализа надежности строительных конструкций существует ряд программ - ПК ЛИРА 10, ЛИРА-САПР, SCAD Office, Stark, MicreFE, на первый взгляд одинаковые, но принципиально разные по логике работы и наличию функционала. Из общего можно выделить лишь метод конечных элементов (МКЭ), как основной метод решения задач, и нормы проектирования, в той или иной степени присутствующие во всех программных комплексах. Остановимся на некоторых особенностях ПК ЛИРА 10.8, принципиально отличающих данный расчетный комплекс от других программ для расчета конструкций. 

Единая интегрированная среда ПК ЛИРА

Одно из принципиальных отличий ПК ЛИРА 10 от предыдущих версий (ПК ЛИРА 9.6) и программ-конкурентов (ЛИРА-САПР, SCAD Office) – это единая интегрированная среда, включающая основные функции всех прошлых подпрограмм.

Новый интерфейс ПК ЛИРА, в отличие от ПК ЛИРА-САПР, теперь работает на технологиях OpenGL (ранее использовался GDI) и позволяет работать пользователю со всеми функциями расчетного комплекса, не переходя к другим программам. Благодаря той же технологии OpenGL стало возможным работать с большими схемами, содержащими большое число элементов, вплоть до нескольких миллионов (рис.1).

Рис. 1 Моделирование работы конструкций ледостойкой платформы в ПК ЛИРА 10

В ПК ЛИРА 10 добавлена возможность разработки собственных приложений, например, вывод спецификации металлических конструкций:

Рис.2 Спецификация для выделенных элементов схемы в ПК ЛИРА 10

На рис. 2 пример использования функций LiraAPI. Подпрограмма вычисляет и выводит таблицу спецификации для всех выделенных элементов. Таких подпрограмм (расширений) может быть любое количество. Сейчас имеется возможность получить доступ ко всем результатам расчета. Таких возможностей нет в ПК ЛИРА-САПР.

В каждой новой версии ПК ЛИРА 10 появляются не только исправления и простые незначительные нововведения, а целые модули расчета и модули для работы с расчетной моделью.

Архитектурные элементы ПК ЛИРА

В ПК ЛИРА 10 разработана технология моделирования конструкций с помощью архитектурных элементов, с возможностью дальнейшего разбиения их на сеть конечных элементов. В ПК ЛИРА-САПР и SCAD Office пользователи работают по-прежнему с конечными элементами, и если нужно редактировать схему, то приходится либо двигать узлы и элементы, либо заново разбивать сеть, удаляя прежнюю. С архитектурными элементами можно производить те же действия, что и с конечными элементами, привычными расчетчику: назначать жесткости, нагрузку и другие атрибуты. Данная технология позволила создать двухстороннюю связку с одним из самых распространенных программных продуктов в области BIM-технологий – Autodesk Revit. Сейчас в ПК ЛИРА 10 можно экспортировать аналитические архитектурные модели из: Revit, AutoCAD, Advance Steel, и другие.

При задании расчетной схемы архитектурными элементами добавлена возможность назначения связей, шарниров, жестких вставок и т.д. Сформированную схему можно отправить на расчет, а конечно-элементная модель сформируется автоматически. 

Нагрузка в ПК ЛИРА независимая от сетки

В ПК ЛИРА 10 появилась нагрузка независимая от сетки. Данная функция открывает ряд возможностей, начиная от задания нагрузки на конечные элементы, не привязываясь к сетке, до задания независимых от сетки нагрузок на архитектурные элементы. В ПК ЛИРА-САПР и SCAD Office при этом нагрузку можно задавать на конечные элементы при этом самостоятельно следить за характером распределения этой нагрузки. 

В ПК ЛИРА 10 присутствуют новые уникальных расчетные возможности, отсутствующие в последних версиях программ ПК ЛИРА САПР и SCAD Office:

• нелинейная динамика во времени;
• задача теплопроводности;
• стационарная задача фильтрации;
• определение характеристик поперечного сечения композитного (многоматериального) стержня.

Новые возможности позволят проектировщику решать самые разные задачи: проектирование плотин и других массивных сооружений, проектирование протяженных сооружений, не разделенных между собой температурными швами, задачи определения несущей способности нестандартных сечений, определение напряжений в сечениях тонкостенных конструкций, расчёт сооружений на сейсмические воздействия уровня МРЗ в нелинейной прямой динамической постановке и прогрессирующее обрушение.

Сейсмические воздействия в ПК ЛИРА

Одной из отличительных особенной программного комплекса ЛИРА 10 является широкий спектр возможностей по расчету строительных конструкций на сейсмические воздействия. В отличие от ЛИРА-САПР и SCAD Office разработано большое количество вспомогательных модулей и функций:

• Расчеты на акселерограммы и сейсмограммы. Позволяет задавать акселерограммы и сейсмограммы в качестве исходных данных при использовании системы ДИНАМИКА+. В соответствующем модуле можно указывать скорость распространения волны;
• Решение спектральным и прямым динамическим методом. Спектральный метод регламентируется практически всеми нормами проектирования в сейсмических районах практических всех стран. Если для каких-то задач спектрального метода недостаточно, пользователь может применять прямой динамический метод для их решения;
• Построение спектров реакций. Если задача решена в прямой динамической постановки, то можно для любого узла (группы узлов) построить спектр реакции (огибающую);
• Нелинейный статический метод решения (Pushover analysis). Позволяет оценивать работу конструкций при сейсмических воздействиях за пределами упругой работы;
• Несколько возможностей учесть затухание конструкций: пропорционально массе или по Релею;
• Конечные элементы неотражающих границ. Данные КЭ позволяют учесть прозрачность границ при моделировании сейсмических воздействий. Без использования таких элементов волна может отразиться от границ грунта, что приведет к «раскачиванию» массива грунта;
• Технология конденсации масс. Позволяет собирать нагрузку с ненужных элементов и прикладывать ее к указываемым узлам, без удаления элементов и ручного сбора нагрузки
• Реализована функция получения акселерограмм из сейсмограмм и сейсмограмм из акселерограмм.

Грунт

Модуль Грунт позволяет производить расчёты строительных конструкций не только на плитных фундаментах, но и на свайных. Реализованы 3 методики расчёта:

• одиночная свая;

• свайный куст;

• условный фундамент.

Последний пункт не реализован в других ПК.

Также в версии 10 реализован расчёт несущей способности свай по грунту.

Модуль Грунт позволяет на основе введенных геологических данных создать объемную конечноэлементную модель грунта, жесткость которой будет автоматически устанавливаться по ранее введённым характеристикам слоев. Модель очень точно отражает поведение грунта, позволяет решать новые более сложные геологические задачи (морозное пучение, боковое давление грунта на шпунтовые стенки и др.). Простота использования команды позволяет использовать модель грунта практически в любой задаче. 

Техподдержка

Также разработчики ПК ЛИРА 10 (ООО «ЛИРА софт») уделяет особое внимание вопросам технической поддержки пользователей и обучению специалистов. Большая часть нововведений в ПК ЛИРА 10 появляется в результате обращений наших пользователей с целью рассмотреть возможность внедрения того или иного функционала и мы, конечно, прислушиваемся к нашим пользователям.

Функционал и возможности ПК ЛИРА 10

Расчёт свайных фундаментов

Реализовано вычисление и визуализация несущей способности свай на сжатие и выдергивание согласно требований СП 24.13330.2011.

Автоматизированное вычисление жесткостей реализовано для висячих свай круглого и прямоугольного поперечного сечения с уширением пяты и без уширения.

Фильтрация

позволяет произвести расчет поля давления и скорости фильтрации грунтовых вод в расчетных схемах с произвольной геометрией для дальнейшего определения напряженно-деформированного состояния от действия вычисленного порового давления.

Динамика в физически нелинейной постановке

дает возможность выполнять полноценный нелинейный динамический расчет в системе ДИНАМИКА+ во временной области с применением инструментальных или синтезированных акселерограмм согласно требованиям СП 14.13330.2014 “Строительство в сейсмических районах”, п.5.2.2

Нелинейный статический анализ (PushOver analysis)

Нелинейная статическая процедура – это удобное средство для оценки несущей способности конструкций в ситуациях, когда прямой динамический метод является слишком сложным и трудоемким в применении к данной схеме, либо при анализе сейсмостойкости уже существующих зданий.

Два типа интерфейса – ленточный и классический

Теперь пользователи могут выбирать с каким интерфейсом работать. 

Благодаря возможности использовать ленточный интерфейс совместно с элементами классического, работа в программе будет удобна как для начинающих, так и для опытных пользователей.

Сквозные сечения стержневых элементов («двухветвевые»)

Ветви двухветвевых сечений могут быть заданы, используя сортаменты прокатных двутавров, прокатных или гнутых швеллеров, квадратных или прямоугольных коробок. При этом ветви могут быть как одинаковыми, так и разными. В качестве соединительных элементов могут использоваться планки (лист или швеллер) или раскосная решётка.

Определение упруго-геометрических характеристик поперечных сечений

позволяет описать произвольные сечения с применением библиотеки материалов и выполнить вычисление всех необходимых жесткостных, пластических, инерционных и приведенных характеристик. Такое сечение может назначаться стержневым конечным элементам расчетной модели, с возможностью анализа распределения напряжений по сечению.

Теплопроводность

Новый тип задачи позволяет производить расчет температурного поля в конструкциях с произвольной геометрией для дальнейшего определения напряженно-деформированного состояния от действия вычисленной температуры.

Единая расчётно-графическая среда

главная концепция в разработке программного комплекса ЛИРА 10. Все расчётные модули собраны в интерфейсе одной программы, что значительно ускоряет время работы, с другой стороны позволяет избежать коллизий, возникающих при передаче данных между программами.

Проверка прочности

Позволяет определить главные и эквивалентные напряжения и осуществить проверку по различным теориям прочности: наибольших главных напряжений, наибольших главных деформаций, наибольших касательных напряжений, энергетическая теория, теории Друккера-Прагера, Мора, Кулона-Мора, Писаренко-Лебедева, Боткина, Гениева.

Детализация расчётов металлических конструкций

ПК ЛИРА 10 позволяет не только отследить процент использования сечений при проверке или подборе, но и вывести полный протокол расчёта, который будет содержать все формулы выбранного нормативного документа, что делает расчёт прозрачным и дает дополнительный инструмент контроля расчётчику.

Армирование железобетонных конструкций

Позволяет подбирать площади сечения арматуры колонн, балок, плит и оболочек по первому и второму предельным состояниям в соответствии с действующими в мире нормативами. Есть возможность использовать как стандартные библиотеки материалов, так и пользовательские, расположение армирующих включений может быть произвольным, включая случай армирования большим количеством сеток, что имеет большое значение при расчетах, связанных с реконструкцией сооружений. Система позволяет объединять несколько однотипных элементов в конструктивный элемент и производить увязку арматуры по длине всего этого элемента.

Расчёт бетонных конструкций армированных композитной арматурой

В ПК ЛИРА 10.8 внесены библиотеки материалов композитной арматуры, как по ГОСТ, так и различных производителей. Реализованы СП 295.1325800.2017 и Приложение Л. СП 63.13330.2012.

Расчет на динамические воздействия

ПК ЛИРА 10 имеет широкий функционал, позволяющий производить расчёты на любые виды динамических воздействий: сейсмические воздействия, пульсация ветра, вибрационные нагрузки, импульс, удар, ответ-спектр, сейсмика на основе акселерограмм и сейсмограмм. 

Физическая и геометрическая нелинейность

Нелинейный процессор предназначен для решения физически и геометрически нелинейных задач, а также задач с наличием конструктивной нелинейности и предварительного напряжения.

Анализ нагрузок

Функция анализа нагрузок дает возможность определения моментов инерции масс в глобальных и главных осях на основании информации о плотности материалов, назначенных элементам, определить для каждого этажа: центр масс всего этажа; центр масс, собранных с горизонтальных элементов этажа; центр жесткости вертикальных элементов этажа; расстояние.

Широкая библиотека конечных элементов 

Позволяющую создавать компьютерные модели практически любых конструкций: стержневые плоские и пространственные схемы, оболочки, плиты, балки-стенки, массивные конструкции, мембраны, тенты, а также комбинированные системы, состоящие из конечных элементов различной мерности (плиты и оболочки, подпертые ребрами, рамно-связевые системы, плиты на упругом основании и др.). 

База конечных элементов ПК ЛИРА постоянно пополняется, в версии 10.8 появилось множество новых типов объемных КЭ: пирамидальные объемные КЭ (5 и 13 узлов), линейные и физически нелинейные, грунтовые и геометрически нелинейные. Также эти элементы могут быть использованы в модулях Монтаж, Динамика+, Теплопроводность и Фильтрация.

Группы элементов

Реализована возможность автоматического формирования множества групп элементов на основании информации об ориентации, расположении в пространстве, типе элемента, назначенных сечениях, материалах, параметров конструирования. Теперь создаются и для архитектурных элементов.

Возможность задать ограничения параметров сечений, которые используются при подборе

Реализована возможность конструктивных ограничений габаритных размеров и толщин для всех прокатных (горячекатаных и холодногнутых) профилей, применяемых в режиме подбора сечений, что значительно упростило подбор сечений в условиях каких-либо ограничений при подборе. 

Широкая нормативная база

Нормативная база ПК ЛИРА постоянно обновляется, на сегодняшний день реализованы как старые нормативные документы, так и введенные в действие недавно:

• СП 295.1325800.2017 Конструкции бетонные, армированные полимерной композитной арматурой. Правила проектирования

• СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования

• СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*

• СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений

Технологии информационного моделирования (BIM)

К ЛИРА 10 реализует технологию информационного моделирования зданий (BIM). Реализация технологии BIM обеспечивается за счёт интеграции с другими архитектурными, расчетными, графическими и документирующими системами (Revit, AutoCAD, Plaxis 3D, Advance Steel, SCAD и др.) как по средствам файлов множества форматов, так и по средствам разработанных плагинов (минуя промежуточные форматы).

Расчёт мостовых конструкций

Модуль Мост позволяет производить расчеты мостовых сооружений, моделирование ребристых пролетных строений, заданий временных подвижных нагрузок от пешеходов, автотранспорта (АК), одиночной колесной нагрузки (НК). Реализовано построение линий и поверхностей влияния.

Описание модулей

Модули Физическая и Геометрическая нелинейность

Нелинейный процессор предназначен для решения физически и геометрически нелинейных задач, а также задач с наличием конструктивной нелинейности и предварительного напряжения. 

Модуль Монтаж

Модуль Монтаж позволяет позволяет провести компьютерное моделирование процесса возведения конструкции, проследив последовательное изменение конструктивной схемы, установку и снятие монтажных нагрузок. Модуль Монтаж так же позволяет создавать демонтируемые стадии, в рамках которых, вы можете как демонтировать конструкции, так и убирать нагрузки, например, демонтаж временного крана. 

Модуль Динамика плюс

Расчетно-графическая система Динамика плюс реализует метод прямого интегрирования уравнений движения по времени, что позволяет производить компьютерное моделирование отклика конструкции на динамические воздействия как во время воздействия, так и после его завершения. Система Динамика плюс применяется для решения линейных и нелинейных задач. 

Модуль Грунт

Модуль Грунт предназначен для вычисления коэффициентов постели грунтового основания, вычисления жесткостных характеристик свайных оснований, определения несущей способности свай по грунту с помощью задания и редактирования параметров геологических условий площадок строительства. 

Модуль Вариация моделей

Позволяет объединять результаты расчетов нескольких схем с одинаковой топологией. Объединение результатов может быть произведено как на уровне унификации уже вычисленных РСУ, так и на уровне объединения вычисленных усилий и перемещений от загружений в разных задачах, с дальнейшим вычислением РСУ и РСН. 

Модуль Мост

Модуль Мост предназначен для вычисления и графического отображения поверхностей/линий влияния, определения усилий от действия подвижных нагрузок и вычисления сочетаний усилий от статических загружений и от действия подвижных нагрузок. 

Модуль Pushover Analysis

Нелинейный статический анализ (Pushover Analysis) является частью характеристического метода сейсмического проектирования (Performance-Based Seismic Design) конструкций и сооружений. Суть этой философии сейсмического проектирования заключается в том, что при землетрясениях поведение конструкции и ее повреждения в основном зависят от деформаций, спровоцированных сейсмическим воздействием, а не от усилий в элементах, которые возникают от эквивалентного сейсмического воздействия. Ключевыми параметрами в характеристическом методе сейсмического проектирования являются «требование» и «несущая способность». «Требование» отображает сейсмическое колебание грунта, а «несущая способность» – способность сопротивляться «сейсмическому требованию». Конструкция должна обладать несущей способностью для сопротивления «сейсмическому требованию» для удовлетворения целей проектирования. 

Модуль Теплопроводность. Задача расчёта температурного поля

Новый тип задачи позволяет производить расчет температурного поля в конструкциях с произвольной геометрией для дальнейшего определения напряженно-деформированного состояния от действия вычисленной температуры. Также расчет выполняется, как с учетом потери устойчивости, так и с учетом изменения геометрии конструкции (Монтаж + Теплопроводность). 

 
 

Модуль Определение упруго-геометрических характеристик сечений

Реализованный в ПК ЛИРА 10 тип задачи «Определение упруго-геометрических характеристик композитного поперечного сечения стержня», позволяет описать произвольные сечения с применением библиотеки материалов и выполнить вычисление всех необходимых жесткостных, пластических, инерционных и приведенных характеристик. Такое сечение может назначаться стержневым конечным элементам расчетной модели, с возможностью анализа распределения напряжений по сечению. Для мономатериального бетонного сечения реализована возможность подбора необходимого или проверки заданного армирования. 

Стационарная задача фильтрации

Модуль Стационарная задача фильтрации позволяет произвести расчет поля давления и скорости фильтрации грунтовых вод в расчетных схемах с произвольной геометрией для дальнейшего определения напряженно-деформированного состояния от действия вычисленного порового давления. Расчет выполняется, как с учетом физически нелинейных свойств грунта, так и с учетом изменения геометрии конструкции (Монтаж + Фильтрация). Кроме этого реализована возможность совмещения расчета фильтрации с расчетом стационарной теплопроводности в рамках одной задачи.

Интеграция ПК ЛИРА 10.8 с другими программами 

Revit
Благодаря новшествам, реализованным в ПК ЛИРА 10.8, теперь модель Revit не только передается в ПК ЛИРА 10.8, а связывается с ней. В случае внесения изменений в проект (добавление нагрузок, смещение проемов, изменения несущих конструкций), обновление расчётной модели производится в один клик. 
Кроме этого, добавлен журнал сопоставления нагрузок: теперь свойства непривязанных к сетке нагрузок можно задать до передачи в ПК ЛИРА. Настраивается тип элемента, к которому будет приложена нагрузка (узел, стержень, пластина). Плагин постоянно совершенствуется и обновляется под текущие версии Revit.

Plaxis 3D
В сложных геотехнических задачах, часто приходится прибегать к тяжелым программным комплексам – PLAXIS, ANSYS и пр., ввиду наличия специфических нелинейных моделей грунта. На этом этапе инженер испытывает ряд сложностей: с одной стороны, имеется модель сооружения в расчетном комплексе, в котором решаются вопросы конструкций – расчеты по предельным состояниям и подбор арматуры по нормативным документам, с другой стороны – граничные условия для этой задачи необходимо каким-то образом передать из модели PLAXIS. На текущий момент, благодаря реализации связки таких программ как ЛИРА 10.8 и PLAXIS 3D, появилась возможность производить процесс проектирования по схеме PLAXIS- ЛИРА, которая позволяет пользоваться плюсами двух программных комплексов и значительно ускорить сроки выполнения проектов, требующих сложных геотехнических решений, а главное повысить точность передачи данных.