Неразрез

Что считает

Неразрезная балка

Расчёт плоской модели балки на изгиб: несколько пролётов, разные сечения и жёсткости, шарнирные, каточные и защемлённые опоры, вертикальные и вращательные пружины, осадки, сосредоточенные, равномерные и трапецеидальные нагрузки, сосредоточенные моменты.

Диаграммы и усилия

M, Q и прогиб по всему пролёту, реакции, экстремумы по каждому пролёту, сочетания нагрузок с коэффициентами, экспорт в CSV и печатный отчёт.

Сортамент

Двутавры, швеллеры и трубы по ГОСТ Р 57837 с проверенными характеристиками из нормативных таблиц: площадь, моменты инерции, момент сопротивления, масса.

Проверки по СП 16.13330.2017

Прочность на изгиб и срез, местная устойчивость стенки и полки, прогиб по заданному пределу, а также прочность и устойчивость центрально сжатого элемента с подбором φ по таблице 7.

Что предстоит исправить

Не ограничения модели, а работа, которая ещё не сделана. Список открыт и пополняется по мере сверки; первые пункты — найденные расхождения и вопросы, по которым ещё нет решения.

• 01

  Расхождение M и Q на части балок

  найдено

  Независимая сверка на 48 случайных балках нашла 10 случаев, где момент или поперечная сила отличаются от точного решения больше чем на 10⁻⁶, худшее — 5·10⁻⁴. Измельчение сетки ответ не меняет, значит причина не в дискретизации. Сейчас ищется строка.

• 02

  Как считать защемление на внутренней опоре

  решение не принято

  Сейчас это жёсткий стык с передачей момента: момент в узле разрывается. Нужно решить, так ли это должно быть и что писать об этом в отчёте.

• 03

  Вращательная пружина в интерфейсе

  решение не принято

  Поле существует, а воспользоваться им нельзя: модель не даёт поставить пружину в поворот вместе с вертикальной опорой. Либо убираем поле, либо меняем модель узла.

• 04

  γ_res для промежуточных марок стали

  решение не принято

  Код переключает формулу при одной гибкости и подставляет интерполированные наклон и свободный член — правило, которое не совпадает ни с текстом комментария в коде, ни с одной из двух естественных трактовок документа.

• 05

  Внутренний шарнир (схема Гербера)

  не сделано

  Вида опоры с нулевым моментом в модели нет. Балку со шарниром в пролёте посчитать нельзя.

• 06

  Общая устойчивость плоской формы сжатого пояса

  не сделано

  Единственная нереализованная проверка из относящихся к той же балке, что и остальные. Без неё полная нормативная оценка не выполняется.

• 07

  Класс сечения и расчётные сопротивления по толщине

  не сделано

  Марка стали сейчас одна на всё сечение, хотя норма различает предел текучести по толщине проката.

• 08

  Осевая сила и расчётная длина из расчёта

  не сделано

  Плоская модель их не производит, поэтому для сжатого элемента N и l₀ вводятся. Без рамного расчёта взять их откуда-то ещё нельзя.

Чего приложение не делает

Список открытый и дополняется. Каждый пункт — не оговорка, а конкретная отсутствующая возможность.

Это не заключение о соответствии нормам

Проверяется часть требований. Пока не реализована общая устойчивость плоской формы сжатого пояса, полная оценка не выполняется — и приложение об этом говорит в отчёте, а не молчит.

Плоская балка, а не пространственная рама

В модели два вида свободы на узел: вертикальное перемещение и поворот. Осевой силы модель не производит, поэтому для колонны N и расчётная длина вводятся вручную.

Внутреннего шарнира нет

Балка с шарниром в пролёте (схема Гербера) не моделируется: в модели нет вида опоры с нулевым моментом.

Защемление на внутренней опоре — это стык с передачей момента

Если поставить защемление на внутренний узел, изгибающий момент в нём разрывается: приложение считает такой узел жёстким стыком, а не неразрезной балкой. Схема в отчёте это не поясняет.

Вращательная пружина ограничена

Модель требует ровно столько записей опор, сколько пролётов плюс один, и запрещает две опоры на одном узле. Поэтому пружину в поворот нельзя поставить вместе с вертикальной опорой.

Расчётная длина и λ̄ вводятся, а не вычисляются

Переход от длины элемента к расчётной в разделе 7 норм не читался, поэтому μ и l₀ — это вход. От них зависит устойчивость напрямую, и подставлять их по умолчанию было бы выбором за инженера.

Сетка расчёта — один элемент на пролёт

Момент и поперечная сила восстанавливаются точно, а прогиб несёт погрешность дискретизации. Независимая сверка на случайных балках нашла расхождения до 5·10⁻⁴ в Q — см. открытые пункты.

Не для проекта

Расчёт предварительный, для подбора и проверки идеи. Рабочая документация, узлы, соединения, огнестойкость, сейсмика и пластика — вне области.

Почему можно доверять числам

Расчётное ядро сверено независимым способом: неразрезная балка решается точно, в рациональных дробях, методом скобок Маклори — тем же, что в учебниках с 1886 года. Сравнение идёт по всем станциям, по обе стороны разрывов. Формулы норм выводятся заново символически, а не переносятся по памяти, и проверяются границей, которой нет в документе: решением Эйлера. Сортамент сверяется по замкнутым формулам сечения и по таблицам стандарта.

Найденные при этом расхождения не спрятаны: они записаны отдельным документом в репозитории, вместе с открытыми вопросами к ним.