Диссертация (Технология информационного моделирования эксплуатируемых мостов в Республике Мьянма), страница 8

Например, трехмерную несущую конструкцию изприложения моделирования можно передать в систему расчета и проектированияи работать с ней в этой системе.В Tekla Structures импорт и экспорт могут использоваться для различныхцелей:В Tekla Structures можно импортировать опорные модели. Например,в качестве опорной модели можно импортировать архитектурную модель, модельтехнологического оборудования или модель сетей отопления, вентиляции икондиционирования (ОВК). Опорные модели также могут представлять собойпростые двумерные чертежи, импортируемые и используемые в качествекомпоновок, прямо на которых строится модель.Можно импортировать 2D- или 3D-модели, созданные в другихпрограммах,чтобызатемдетализироватьконструктивныеобъектыиманипулировать ими в Tekla Structures.

Закончив работу над моделью, ее можноэкспортировать и вернуть на проверку архитектору или инженеру.Можно экспортировать модели Tekla Structures для использования впрограммах расчета и проектирования (несколько форматов) [29]. Затемрезультаты проектирования и расчета можно импортировать назад в модель TeklaStructures.63Можноэкспортироватьданныедляиспользованиявпроизводственных информационных системах и на стадии изготовления:МожноэкспортироватьданныеЧПУдляиспользованиянаавтоматизированном режущем, сверлильном и сварочном оборудовании с ЧПУ(числовым программным управлением).Можно экспортировать данные в производственные информационныесистемы (MIS) – например, чтобы изготовители конструкций могли отслеживатьход выполнения проекта.Существует ряд форматов передачи файлов, ставших отраслевымистандартами.

Основные из них, поддерживаемые Tekla Structures, – это IFC, CIS/2,DSTV, SDNF, DGN, DXF, DWG, IGES и STEP [51]. Также предусмотренаподдержка более старых форматов. Для более тесной интеграции можноподключаться к Tekla Structures с использованием открытого API Tekla (TeklaOpen API).В Tekla Structures предусмотрены возможности для импорта и экспорта рядаформатов. В таблице 1 перечислены некоторые из форматов, которые можноиспользовать в Tekla Structures для импорта и экспорта данных, а также указаныпрограммые продукты, связанные с этими форматами.Таблица 1ФорматaSa (TEK)Autodesk ( .dwg)Autodesk ( .dxf)Bentley ISMBIM Collaboration Format ( .bof)BVBS (.abs)Модели Cadmatic ( .3dd);CIS/2 LPM5/LPM6 (расчеты) ( .stp, .p21, step)CIS/2 LPM5/LPM6 (проектирование) ( .stp, .p21, step)CIS/LPM6 (производство) ( .stp, .p21, step)CPIxmlDSTV ( .nc, .stp, .mis)EJEElematic ELiPLAN, ELiPOS (.eli)EPCFabsuite ( .xml)KISS-файл FabTrol (.kss)ИмпортЭкспортXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX64Tekla Structures интегрируется со многими индустриальными решениями,такими как Staad Pro, PDS, PDMS, ЛираСАПР, SCAD, Лира, CSI Bridge и т.д., чтопозволяет организовать безошибочный и эффективный процесс проектирования.Инструмент импорта и экспорта FEM в Tekla Structures поддерживаетнесколько форматов и содержит ряд параметров для импорта и экспорта моделей.FEM (Finite Element Method, метод конечных элементов) – это метод расчетов ивычислений, применяемый в проектировании строительных конструкций.

Этотметод предполагает разделение целевого объекта на соответствующие конечныеэлементы, взаимно соединенные в точках, называемых узлами.Для информационной модели моста Ситтаунг было выполнено сравнениедвух вариантов ферм с различными характеристиками сечений. Для этогоизменялась толщина профиля, оценивался общий вес конструкции и выполнялсярасчет на собственный вес в программе SCAD (рисунки 46, 47, 48) [52].Рисунок 46 – Результаты расчета фермы в SCAD65Минимакс усилий и напряженийЕдиницы измерений: Т, м.Параметры выборки:Список узлов/элементов: всеСписок загружений/комбинаций: всеСписок факторов: всеМинимакс усилий и напряженийФакторМаксимальные значенияМинимальные значенияЗначение Элемент Сечение Загружение Значение Элемент Сечение ЗагружениеN312,2258011-292,755 21011Mk0,9362711-0,9362511My25,3828531-67,1338511Qz11,3878511-4,2594531Mz7,0572731-7,0572531Qy2,6874411-2,6874211Рисунок 47 – Результаты расчета фермы с двутавровым сечением в SCADМинимакс усилий и напряженийЕдиницы измерений: Т, м.Параметры выборки:Список узлов/элементов: всеСписок загружений/комбинаций: всеСписок факторов: всеМинимакс усилий и напряженийФакторМаксимальные значенияМинимальные значенияЗначение Элемент Сечение Загружение Значение Элемент Сечение ЗагружениеN370,2918011-333,088 21011Mk1,1812411-1,1812211My31,9198531-77,9618511Qz18,4522111-18,4522031Mz13,3862511-13,3862711Qy7,3892011-7,3892111Рисунок 48 – Результаты расчета фермы с прямоугольным сечением в SCADТакже был выполнен расчет на подвижные нагрузки (рисунок 49) впрочностном комплексе КАТРАН, разработанном на кафедре «Системыавтоматизированного проектирования» МИИТ.66а)б)в)Рисунок 49 – Расчет на подвижные нагрузки в КАТРАН:а) линии влияния перемещений узлов нижнего пояса;б) линии влияния продольных сил в нижнем поясе;в) линии влияния продольных сил в раскосах67Для лучшего взаимодействия между программами был написан плагин длягенерации расчётных схем стержневых конструкций из Tekla в программыпрочностного анализа.

Плагин автоматически задает элементам различные слои,что позволяет быстрее производить настройку расчетной модели в прочностномкомплексе.68ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГОМОДЕЛИРОВАНИЯ НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИМОСТОВОГО СООРУЖЕНИЯМетодика оценки надёжности элементов эксплуатируемых мостов на4.1основе вероятностной моделиОценканадежностиэлементовмостоввпроцессеэксплуатациипредставляет собой непростую и трудоемкую задачу. Для ее решения необходимоустановить закономерности изменения различных характеристик элементов,накопить необходимые статистические данные. В МИИТе разработана методикаоценки усталостной долговечности и надежности элементов металлическихпролетных строений эксплуатируемых железнодорожных мостов [35, 53].

Воснову методики положена модель, согласно которой усталостное разрушениенаступает, если сумма накопленных повреждений достигает некоторой границы(в общем случае случайной величины).При испльзовании данной модели условие безотказной работы элементамоста можно представить в видеОНгде,– расчетное значение меры повреждения,ОН– значение меры повреждения, при котором обеспечена заданнаянадежность.В рассматриваемой модели вероятность безотказной работы элемента P(v)связана с мерой поврежденияпо нормальному закону.Накопление повреждений в элементах мостов происходит по различнымпричинам:усталостныеповрежденияэлементов,коррозия,расстройстваболтовых соединений и другие факторы.

Рассмотрим модель, когда опережающеенакопление повреждений происходит преимущественно в одном из элементовметаллических ферм (раскос, подвеска, нижний пояс), а работоспособность и69безопасностьконструкцииконтролируетсядвумяуровнямипредельныхсостояний. Допустим, что накопление повреждений в элементе носит монотонныйхарактер и отражается параметром v(t) (рисунок 50).

При достижении параметромуровня vOH появляется усталостная трещина, а при достижении уровня vpпроисходит усталостное разрушение элемента конструкции.Рисунок 50 – Схема накопления повреждений в элементеРассмотрим математическую модель управления техническим состояниеммоста с учетом усталостных повреждений, разработанную на кафедре «Мосты»МИИТа под руководством профессора Осипова В.О. [45,46,47].Оценка надежности элемента по выносливости производится путемсравнения расчетной меры повреждениясОН. Учитывая высокие требования кбезопасности эксплуатации мостов и характер развития устапостных трещин,вероятность безотказной работы элементов металлических пролетных строенийпринимается не ниже 0,98, что соответствуетОН0,3 .ν00,100,150,200,250,300,350,400,45P(ν0)0,99900,99790,99550,99240,98450,97120,95150,9236Долговечность элементов мостов определяется из условия равенства70расчетной меры поврежденияНАКнагрузки с начала эксплуатации, и, определенной от суммарного воздействияОН, соответствующей заданной надежности.При этом долговечность ресурса может быть выражена в количестве поездов илиавтомобилей определенных типов или во времени.В соответствии с данной методикой оценки усталостной долговечностиэлементовметаллическихВ.О.

Осиповым[35, 48],пролетныхостаточныйстроенийресурс,мостов,выраженныйразработаннойвколичествеавтомобилей, равенNгдеНАКОННАК,– мера накопленных повреждений от прошедших автомобилей;– мера повреждения от одного эталонного автомобиля.На основе методики получены зависимости накопленной меры поврежденияи вероятности безотказной работы элементов пролетных строений от количестваавтомобилей с учетом современной и перспективной нагрузки. Результаты,полученные по данной методике, для моста Ситтаунг (Республика Мьянма)представлены в таблице 2.Длинапролета,мЭлементТаблица 2104Н0-1Н1-2Н2-3Н3-4Н4-5Р1’-1Р2’-2Р3’-3Р4’-4Р5’-5Мераповреждения запериодэксплуатации0.00080.05560.03730.05430.04890.02560.02930.02480.01080.0177Остаточныйусталостныйресурс, тыс.условныхмашин2718003103503733023561122508200802679206780Мераповреждения отодной условноймашины1.1001*10-67.4122*10-54.9732*10-57.2411*10-56.5234*10-53.4116*10-53.9056*10-53.3061*10-53.3703*10-52.3608*10-5Накопление повреждений в элементах мостов происходит по различнымпричинам:усталостныеповрежденияэлементов,коррозия,расстройства71болтовых соединений и другие факторы.