Перейти к содержанию

Импорт из ЛИРА-САПР

Из ЛИРА-САПР в OpenCS переносятся расчётная схема (сетка КЭ, жёсткости, конструктивные блоки), усилия по загружениям, РСН и РСУ, а также заданная и подобранная арматура. По этим данным OpenCS создаёт сечения и материалы, проверяет конструкции с армированием каждого КЭ и показывает армирование, усилия и коэффициент использования мозаиками и эпюрами.

flowchart LR
    Lira[ЛИРА-САПР] -->|COM API, CSV| Schema[Расчётная схема:<br/>сетка, жёсткости, кБ]
    Lira -->|COM API, HTML| Forces[Наборы усилий:<br/>ЗН, РСН, РСУ]
    Lira -->|RBT, ASP| Rebar[Заданное и подобранное<br/>армирование]
    Schema --> Sections[Сечения и материалы]
    Rebar --> Sections
    Forces --> Checks[Проверки по КЭ]
    Sections --> Checks
    Rebar --> Checks
    Checks --> Views[Мозаики и эпюры]
    Forces --> Views
    Rebar --> Views

Типовой порядок работы:

  1. Импортировать схему из открытой ЛИРЫ (COM API) — так переносится больше всего данных.
  2. Импортировать усилия на группы КЭ или конструктивные элементы.
  3. Приложить файлы армирования RBT и ASP.
  4. Создать сечения пластин и стержней по данным ЛИРЫ.
  5. Выполнить проверку с армированием каждого КЭ — при необходимости с учётом продольного изгиба — и посмотреть результат мозаикой и эпюрами.

Импортированные строки усилий становятся наборами усилий проекта. Их структура, единицы и дальнейшее использование описаны в справочнике Наборы усилий.

Что нужно для импорта

  • Для импорта через COM API — запущенная ЛИРА-САПР с открытой рассчитанной схемой. Все команды «(COM)» и «(API)» читают данные из документа, открытого в ЛИРЕ в момент команды.
  • Номера ТЗА каждого КЭ (таблица «Элементы - ТЗА») есть только в ЛИРА-САПФИР 2025 и новее.
  • Для заданного армирования — файл типов заданного армирования *.RBT; для подобранного — экспорт результатов армирования *.asp (режим «Конструирование», Файл → Экспорт).
  • Для файлового импорта усилий — HTML-таблицы усилий ЛИРЫ.

Расчётная схема

Способы импорта схемы

Команды находятся в меню Импорт → ЛИРА-САПР…. Каждая создаёт расчётную схему на вкладке МКЭ с группами КЭ:

Команда Источник Что переносится
Импорт схемы ЛИРА-САПР (COM)… схема, открытая в ЛИРЕ узлы и КЭ; жёсткости (размеры сечений стержней, толщины пластин, стальные профили сортамента) и номер жёсткости каждого КЭ; оси выдачи усилий пластин; конструктивные блоки; номера ТЗА КЭ (ЛИРА-САПФИР 2025+). Группы КЭ — по жёсткостям стержней и пластин, по кБ и по ТЗА
Импорт схемы ЛИРА-САПР (CSV)… таблицы узлов и элементов, по желанию — жёсткостей стержней и пластин узлы и КЭ; группы КЭ по жёсткостям

Схема, импортированная из CSV, не содержит таблиц жёсткостей, осей выдачи, кБ и номеров ТЗА. Большую часть этих данных можно дочитать позже из открытой ЛИРЫ, см. Дозагрузка данных схемы.

Схема, импортированная из ЛИРА-САПР через API: сетка пластин и стержней, группы по жёсткостям, элементы из кБ

Единицы

В ЛИРЕ единицы задаются раздельно, и при импорте через API OpenCS переводит каждую величину по своей настройке документа. Поэтому схема и усилия в OpenCS всегда в метрах, кН и кПа, независимо от того, что выбрано в ЛИРЕ:

Величина Настройка единиц ЛИРЫ В OpenCS
Координаты узлов геометрия м
Размеры сечений стержней, толщины пластин сечения м
N, Q стержней усилия: сила кН
Моменты стержней усилия: сила × длина кН·м
Qx, Qy пластин усилия: сила / длина кН/м
Mx, My, Mxy пластин усилия: сила × длина / длина кН·м/м
Nx, Ny, Txy пластин (напряжения) усилия: сила / длина² кПа

Единицы координат к усилиям отношения не имеют: например, при координатах в миллиметрах и усилиях в т·м моменты переводятся из т·м, а не из т·мм. Напряжения пластин API ЛИРЫ отдаёт в единицах усилий (т/м² при усилиях в т·м); единицы напряжений из настроек ЛИРЫ относятся только к показу её таблиц. Множитель перевода тонн в кН (9,80665 или 10) задаётся в настройках, вкладка Импорт ЛИРА-САПР.

Дозагрузка данных схемы из ЛИРЫ

Данные, которые читает импорт через API, можно перечитать без повторного импорта схемы — после изменений в ЛИРЕ или для схемы, импортированной из CSV либо ранней версией OpenCS. Команды находятся в контекстном меню схемы, подменю ЛИРА-САПР, и читают таблицы из схемы, открытой в ЛИРЕ:

Команда Что заменяется Где используется
Обновить жёсткости элементов из ЛИРЫ (API) таблицы «Жёсткости» и «Элементы - жёсткости»: жёсткости схемы и номер жёсткости у каждого КЭ сечения стержней
Обновить оси выдачи усилий пластин из ЛИРЫ (API) угол согласования местных осей у каждой пластины оси выдачи усилий
Обновить номера ТЗА элементов из ЛИРЫ (API) номера ТЗА у пластин и стержней (таблица «Элементы - ТЗА») заданное армирование

Перед заменой номера КЭ таблицы сверяются со схемой. Если они не совпадают (в ЛИРЕ открыта другая схема), ничего не меняется, а журнал сообщает причину. КЭ, которые импорт схемы не переносит (например, одноузловые), при сверке жёсткостей не учитываются.

Оси выдачи усилий пластин

Усилия пластины и подобранная для неё арматура относятся к местным осям КЭ X1, Y1, Z1. В ЛИРЕ местные оси пластин можно согласовать — развернуть ось X1 всех КЭ плиты или стены в одном направлении. Тогда ось X1 уже не совпадает с направлением «узел 1 → узел 2», и по одной только геометрии сетки оси выдачи не восстановить.

OpenCS читает угол согласования из таблицы местных осей пластин схемы ЛИРЫ и хранит его у каждого пластинчатого КЭ:

  • ось Z1 — нормаль КЭ по обходу его узлов;
  • ось X1 — направление «узел 1 → узел 2», повёрнутое вокруг Z1 на угол согласования α (положительный угол — против часовой стрелки, если смотреть с конца оси Z1);
  • ось Y1 дополняет X1 и Z1 до правой тройки.

Оси выдачи усилий пластины и оси конструктивного элемента

Угол — свойство расчётной схемы, а не результатов: он один для всех загружений и сочетаний, для линейного и нелинейного расчёта. Он читается при импорте схемы через API, а для схем, импортированных раньше, или после повторного согласования осей в ЛИРЕ — командой Обновить оси выдачи усилий пластин из ЛИРЫ (API). У схем, импортированных из CSV, угла нет — оси выдачи считаются неизвестными. Схемы SCAD, импортированные из проекта .SPR, получают угол из систем координат выдачи усилий SCAD, см. Импорт из SCAD.

Оси нужны там, где усилия КЭ сопоставляются с армированием, заданным не в осях самого КЭ, — при проверке с раскладкой OpenCS. Армирование из ТЗА и ASP задано в тех же осях X1, Y1, что и усилия, и угол для него не требуется.

Конструктивные элементы из кБ ЛИРЫ

При импорте схемы через API сохраняются конструктивные блоки ЛИРЫ (кБ) с типом, этажом и маркой. Пункт меню схемы Конструктивные элементы из кБ ЛИРЫ… открывает таблицу кБ: номер, тип, этаж, марка, число стержней и пластин и признак «уже преобразован». Таблицу можно отфильтровать по типу и этажу. Отмеченные кБ преобразуются в конструктивные элементы OpenCS той же схемы:

  • стержни: прямая цепочка стержневых КЭ становится одним стержнем между крайними узлами; излом, ветвление или смена жёсткости делят цепочку на несколько стержней;
  • плиты и стены: плоская часть пластин кБ становится плоским элементом с контуром и отверстиями, восстановленными по граничным рёбрам КЭ. Вид элемента (плита или стена) определяется по типу кБ: СТЕНА → стена; ПЛИТА, ПЕРЕКРЫТИЕ, ПОКРЫТИЕ → плита. Для прочих типов вид определяется по ориентации в пространстве. Части с разной жёсткостью пластины дают отдельные элементы;
  • имена: элемент получает имя своего кБ (тип, номер, этаж и марка, например «ПЛИТА №56 [этаж]»); если блок разбит на части, к имени добавляется номер части.

Сетка ЛИРЫ при этом не перестраивается: созданный элемент связан со своими КЭ через тег исходного элемента (SourceMemberTag). Поэтому геометрия таких элементов заблокирована:

  • контур и имя плиты или стены из кБ менять нельзя, а узлы, на которые опираются такие элементы, нельзя перемещать и удалять;
  • дискретизация схемы перестраивает только собственную (сгенерированную) сетку, импортированные КЭ сохраняются;
  • повторное преобразование того же кБ заменяет созданные из него элементы. Удаление элемента не удаляет его КЭ, они лишь теряют привязку.

КЭ, уже принадлежащие элементу другого кБ, пропускаются с предупреждением в журнале. Угол местных осей стержней ЛИРЫ при импорте не читается, поэтому у созданных стержней угол поворота равен нулю.

В 3D-виде схемы сетка ЛИРЫ всегда рисуется подложкой, а элементы из кБ — утолщённым оранжевым контуром (для стержней — оранжевой линией) поверх неё.

Тем же преобразованием можно собрать элементы из произвольного набора КЭ — выделенных в таблице сетки, в 3D-виде редактора или из группы КЭ: см. КонЭ из выделенных КЭ. Группы, созданные импортом, — группы КЭ; чем они отличаются от групп КонЭ, описано в разделе Группы КЭ и группы КонЭ.

Таблица конструктивных блоков ЛИРЫ: тип, этаж, марка, число стержней и пластин, признак «Преобразован»

Усилия, РСН и РСУ

OpenCS различает усилия по загружениям (ЗН), расчётные сочетания нагрузок (РСН) и расчётные сочетания усилий (РСУ) как разные источники. Каждый вид импортируется двумя способами:

Способ Команды Куда попадают усилия
Через COM API Импорт усилий ЛИРА-САПР — по загружениям / РСН / РСУ (COM)… — в меню Импорт → ЛИРА-САПР…, в подменю Усилия из ЛИРА-САПР (COM) контекстного меню группы КЭ, а также в контекстном меню строк таблиц Стержни и Пластины конструктивного слоя схемы по КЭ выбранной группы или конструктивного элемента; набор связан со схемой и целью
Из HTML-таблиц ЛИРЫ Импорт усилий ЛИРА-САПР — по загружениям / РСН / РСУ (HTML)… в меню Импорт → ЛИРА-САПР… один или несколько наборов по таблице

Усилия по КЭ

Каждая строка импортированного набора хранит номер КЭ ЛИРЫ и номер сечения стержня, к которым она относится. Номера заполняют импорт через API и импорт из HTML-таблиц ЛИРЫ (а также импорт XLS из SCAD); у наборов, импортированных раньше, они восстановлены из меток строк. По этим номерам проверка находит сечение и армирование своего КЭ, а мозаика — значение для раскраски.

Набор, импортированный на группу кБ, подходит и для проверки элемента, созданного из того же кБ: в диалоге проверки показываются все наборы схемы, в которых есть строки по КЭ цели.

Знаки усилий

Для стержней действует настройка InvertBarBendingMoments, для оболочек — InvertShellBendingMoments (вкладка настроек Импорт ЛИРА-САПР). Продольные силы и поперечные усилия автоматически не инвертируются. Общие правила знаков — в соглашениях OpenCS.

Оси усилий стержня

Сечение стержня в OpenCS лежит в плоскости x–y, а ЛИРА выдаёт усилия стержня в местных осях X1 (вдоль стержня), Y1 и Z1. Ось x сечения OpenCS направлена вдоль Y1 (ширина B сечения ЛИРЫ), ось y — вдоль Z1 (высота H). Поэтому при импорте компоненты переставляются:

OpenCS ЛИРА Изгиб
N N —
Mx My в плоскости X1Z1, по высоте сечения
My Mz в плоскости X1Y1, по ширине сечения
Vy Qz —
Vx Qy —
T Mx (кручение) —

Моменты дополнительно инвертируются по InvertBarBendingMoments: положительный My ЛИРЫ растягивает нижнее волокно, положительный Mx OpenCS — верхнее. Соответствие сверено по подбору арматуры ЛИРЫ на 438 сечениях балок реальной схемы: с полной подобранной арматурой решение по деформационной модели находится во всех сечениях (наибольший Кисп 0,68), при 0,9 от неё — не находится в 73 сечениях. Те же оси применяются к стержням при импорте из SCAD; на данных SCAD они не сверялись.

Наборы, импортированные раньше

Ранние версии OpenCS записывали My ЛИРЫ в My OpenCS, то есть сечение оказывалось повёрнутым на 90°. При первом открытии проекта новой версией (схема БД v69) в строках всех ранее импортированных наборов ЛИРЫ и SCAD — из файлов и через API — значения Mx↔My и Vx↔Vy переставляются автоматически. Наборы OpenSees и наборы, введённые вручную, не меняются. Если импортированный набор правился вручную или его строки уже были перенесены в другие наборы, проверьте их отдельно.

Для наборов пластин, импортированных старыми версиями с напряжениями в полях Nx, Ny, Nxy, служит команда Файл → Исправить импортированные усилия ЛИРА...: она переносит значения в поля σx, σy, τxy.

Контроль после импорта

  1. Сверить количество узлов и элементов.
  2. Сверить локальные оси; для пластин — оси выдачи усилий.
  3. Проверить единицы и масштаб.
  4. Для оболочки проверить верхнюю грань и знак Mx/My/Mxy.
  5. На одном элементе сравнить исходные и импортированные усилия.
  6. Только затем запускать пакетный расчёт.

Армирование из ЛИРЫ: ТЗА и подобранная арматура

К расчётной схеме, импортированной из ЛИРЫ, можно приложить два файла армирования. Оба загружаются из контекстного меню схемы на вкладке МКЭ (подменю ЛИРА-САПР) и хранятся в проекте вместе со схемой. Повторная загрузка заменяет прежний файл.

Пункт меню схемы Файл Что содержит
Дозагрузить типы заданного армирования ЛИРЫ (RBT)… *.RBT — выгрузка типов заданного армирования (ТЗА) Назначенное армирование пластин: слои у граней по направлениям X1/Y1, площадь на 1 п. м и привязка (защитный слой, центр тяжести или из материалов). Назначенное армирование стержней: ряды стержней у нижней и верхней грани сечения и стержни с координатами.
Дозагрузить подобранную арматуру ЛИРЫ (ASP)… *.asp — экспорт результатов армирования (режим «Конструирование», Файл → Экспорт) Подобранная ЛИРОЙ арматура каждой пластины (As1…As4, Asw) и каждого стержня (по сечениям) для текущего варианта конструирования.

Какой ТЗА назначен КЭ. Номера ТЗА каждого КЭ («1 2 4»: фоновое армирование плюс усиления) берутся из таблицы «Элементы - ТЗА». Она читается при импорте схемы через API, а позже — командой Обновить номера ТЗА элементов из ЛИРЫ (API), и есть только в ЛИРА-САПФИР 2025 и новее. Для более ранних версий файл RBT сохраняется, но ни одному КЭ не назначается, о чём сообщает журнал. Армирование КЭ собирается сложением всех его ТЗА по каждому слою. Составной ТЗА раскрывается в составляющие.

Сверка со схемой. При загрузке ASP номера КЭ файла сверяются с сеткой схемы: в журнал попадают КЭ, которых нет в схеме, и КЭ другого вида (пластина вместо стержня и наоборот). При загрузке RBT журнал перечисляет номера ТЗА, которые назначены КЭ, но отсутствуют в файле. Продавливание из ASP пока не читается.

Отрицательное значение в поле площади — это код ЛИРЫ «подбор не выполнен». OpenCS показывает его как отказ, а не как площадь.

Армирование пластин

Компонента ASP (пластина) Грань и направление Слот ТЗА
As1 нижняя (Z−), вдоль X1 XB
As2 верхняя (Z+), вдоль X1 XT
As3 нижняя (Z−), вдоль Y1 YB
As4 верхняя (Z+), вдоль Y1 YT
Asw поперечная, в единицах таблицы ЛИРЫ —

Площади продольной арматуры — в см²/м.

Армирование стержней

Источник Что читается Величины
ASP — подобранная арматура каждого стержня по сечениям вдоль КЭ и огибающая по сечениям угловая AU1…AU4 и у граней AS1…AS4, см²; их сумма ΣAs; поперечная ASW1, ASW2 в единицах таблицы ЛИРЫ; процент армирования
RBT — заданная простые брусовые ТЗА AUAS.B и AUAS.T: ряд из n одинаковых стержней у нижней или у верхней грани; ТЗА AS_spec: стержни с координатами (блоки «Угловые» и «У грани») площадь ряда у нижней грани, у верхней грани и их сумма ΣAs, см²; у AS_spec к нижней грани относятся стержни ниже оси сечения, к верхней — выше, стержни на оси делятся пополам

Площади рядов одной грани из разных ТЗА стержня складываются; по длине КЭ заданное армирование постоянно. Прочие брусовые шаблоны ТЗА (AU, AS, AS_comb, составные) пока только опознаются: стержень, которому назначен такой ТЗА, показывается как «нет данных».

Расположение компонент подбора AU1…AU4, AS1…AS4 в сечении используется при сборке сечения стержня по данным ЛИРЫ. В мозаике и в окне эпюр заданное и подобранное армирование стержней сравниваются по суммарной площади ΣAs.

Сечения и материалы по данным ЛИРЫ

Проверке нужны сечения: из них берутся форма, бетон, материал арматуры, модель и диаграмма. По данным ЛИРЫ OpenCS строит сечения двух видов:

  • сечения для проверки — собираются в момент проверки для каждого КЭ (у стержня — для каждого его сечения) из размеров жёсткости, армирования RBT или ASP и материалов проекта и в проект не записываются: пластины получают армирование своего КЭ поверх сечения цели, стержни — сечение целиком;
  • сечения проекта — создаются командами меню схемы, появляются в дереве Поперечные сечения и назначаются целям или КЭ: сечения-шаблоны пластин и сечения стержней.

Недостающие материалы создаются по справочникам: тяжёлый бетон и арматура — по СП 63.13330 (γb2 = γb3 = 1, влажность 40–75 %), сталь — по СП 16.13330. Уже существующие материалы того же класса используются повторно; класс, которого нет в справочнике, называется в журнале.

Сечения пластин

Проверке пластин нужно плитное сечение цели: из него берутся бетон, материал арматуры, модель и диаграмма, а площади арматуры каждого КЭ подставляет выбранный источник армирования. Если в проекте, импортированном из ЛИРЫ, сечений и материалов ещё нет, их можно создать по данным приложенных файлов:

  • пункт меню схемы Создать сечения пластин по данным ЛИРЫ… — для всех групп кБ и пластинчатых конструктивных элементов схемы, у которых сечение не назначено;
  • кнопка Создать сечение по данным ЛИРЫ в диалоге проверки — для выбранной цели. Кнопка видна, когда у цели нет сечения, а к схеме приложен ASP.

Сечение определяется сочетанием «толщина + класс бетона + класс арматуры + фоновое армирование»:

Что Откуда берётся
Толщина, классы бетона и арматуры преобладающее сочетание у КЭ цели в файле ASP
Материалы по справочнику СП 63.13330, см. выше
Арматура сечения фоновые ТЗА — типы, назначенные каждому КЭ цели, у которого ТЗА есть
Число слоёв бетона 40

Одинаковые сочетания у разных целей дают одно сечение, например ЛИРА h200 B25 A500 · ТЗА 1. Если у грани фонового ТЗА нет (нет файла RBT, стена без ТЗА), один раз запрашиваются привязка до центра тяжести и диаметр, и в сечение ставится условная арматура этого диаметра с шагом 200 мм. Она нужна только как носитель привязки и диаметра: при проверке с армированием из ТЗА или ASP площади берутся у каждого КЭ свои.

Если класса материала нет в справочнике, цель пропускается, причина записывается в журнал. Если в цели встречаются КЭ с другими толщинами или классами, журнал сообщает об этом: толщина учитывается по каждому КЭ, материалы — по сечению.

Диалог проверки плиты: источник «Подобранное (ASP)», строка готовности «не задано пластинчатое сечение цели» и кнопка «Создать сечение по данным ЛИРЫ»

Сечения стержней для проверки

Железобетонный стержень схемы ЛИРЫ можно проверить с армированием, которое для него подобрала или которое ему назначила сама ЛИРА. Для этого OpenCS собирает расчётное сечение каждого стержневого КЭ из трёх частей: размеров сечения из жёсткости КЭ, армирования из файла ASP или RBT и материалов проекта.

Жёсткости. Размеры сечения берутся из таблиц ЛИРЫ «Жёсткости» и «Элементы - жёсткости»: номер жёсткости у каждого КЭ и её параметры. Таблицы читаются при импорте схемы через API, а для схем, импортированных раньше, и после изменения жёсткостей в ЛИРЕ — командой Обновить жёсткости элементов из ЛИРЫ (API). Пока поддерживается только сечение «Брус» (прямоугольник B × H). Для жёсткостей других форм журнал выдаёт предупреждение, а их КЭ в проверке получают статус «нет сечения» с причиной.

Понижающие коэффициенты жёсткости из тех же таблиц (PLKE, WLKE пластин, численные EIy, EIz бруса) в сечение для проверки не входят: они учитываются в упругой жёсткости линейного расчёта CSfea.

Раскладка подобранной и заданной арматуры в сечении стержня

Оси сечения — те же, что у импортированных усилий: x вдоль Y1 (ширина B), y вдоль Z1 (высота H); нижняя грань ЛИРЫ — y < 0, левая — x < 0.

Подобранная арматура (ASP) — своё сечение на каждое сечение КЭ, в котором ЛИРА выполняла подбор:

Компонента подбора Положение в сечении
AU1, AU2, AU3, AU4 углы: левый нижний, правый нижний, левый верхний, правый верхний
AS1, AS2 вдоль нижней и верхней грани между угловыми стержнями — 9 точек, площадь компоненты делится поровну
AS3, AS4 вдоль левой и правой грани между угловыми стержнями — так же, 9 точек

Привязки до центра тяжести арматуры — a1 (нижняя), a2 (верхняя), a3 (боковая) — берутся из материалов ЛИРЫ, записанных в ASP. Сечение КЭ, в котором ЛИРА не выполнила подбор (в поле площади код ошибки), получает статус «нет сечения» с кодом. Строка усилий без номера сечения КЭ проверяется с огибающей подбора по сечениям.

Заданная арматура (ТЗА) — одно сечение на весь КЭ: ряды простых брусовых ТЗА AUAS.B и AUAS.T, назначенных КЭ, ставятся у нижней и верхней грани, стержни ряда — равномерно между боковыми привязками (один стержень — по оси сечения). Привязка «защитный слой» отсчитывается до грани стержня, привязки «до центра тяжести» и «из материалов» — до его центра. Стержни ТЗА AS_spec (например, пилоны с угловыми и боковыми стержнями) ставятся по координатам из ТЗА: x вдоль B, y вдоль H, от центра сечения; диаметр и площадь — каждого стержня. Если стержни не помещаются в сечение КЭ (например, размеры жёсткости КЭ не совпадают с сечением-образцом ТЗА), КЭ получает статус «нет сечения» с указанием размеров образца. Блок «Поперечная» AS_spec в продольную арматуру не входит. Прочие брусовые шаблоны ТЗА пока не разбираются, и КЭ с ними получает статус «нет сечения».

Материалы. Бетон и арматура — материалы проекта тех классов, которые указаны у КЭ в ASP (например, B25, A500). У КЭ, которого нет в ASP, — материалы сечения, назначенного ему в проекте. Если нужного класса в проекте нет, в диалоге проверки появляется кнопка Создать материалы по данным ЛИРЫ: она создаёт недостающие классы по справочнику. Диаграммы бетона и арматуры в собранном сечении двухлинейные (L2).

Сечения стержней в проекте

Сечения для проверки строятся только в момент проверки. Чтобы у стержней импортированной схемы были настоящие сечения проекта — в дереве Поперечные сечения, в задачах основного дерева и в источнике «Сечение цели» проверки по КЭ, — служит пункт меню схемы Создать сечения стержней по данным ЛИРЫ… (для схем SCAD — Создать сечения стержней по данным SCAD…).

Команда обрабатывает стержневые КЭ схемы:

  • железобетонный брус получает параметрическое ЖБ-сечение «Прямоугольник» B × H из жёсткости КЭ; бетон и продольная арматура — материалы проекта классов из ASP (у SCAD — из ЖБ-группы КЭ), недостающие классы создаются по справочнику СП 63.13330;
  • стальной профиль сортамента (вид 1018 ЛИРЫ, STZ SCAD) получает параметрическое стальное сечение по профилю сортамента; сталь — по марке (стальной группы SCAD или из жёсткости ЛИРЫ) по справочнику СП 16.13330, а если марки нет — выбранная пользователем один раз на всю команду.

Одно сечение создаётся на каждое сочетание формы, размеров, материалов и армирования; равное существующее параметрическое сечение используется повторно, даже если его переименовали. Сечение назначается КЭ сетки. КЭ, у которых сечение уже есть, не изменяются; исключение — описанная ниже замена сечений без арматуры. Итог — число созданных материалов и сечений, назначенных и пропущенных КЭ с причинами — выводится в журнал и в окно сообщения.

Армирование создаваемых сечений

Если у схемы есть данные заданного или подобранного армирования, перед созданием сечений OpenCS спрашивает, какое армирование положить в прямоугольные ЖБ-сечения. В списке только те варианты, для которых у схемы есть данные:

Вариант ЛИРА SCAD Сечение на весь КЭ
Без арматуры — — только бетон; материал продольной арматуры записан в сечение
Заданное армирование брусовые ТЗА КЭ из RBT группа заданного армирования из .SPR ТЗА ЛИРЫ по длине КЭ постоянны; у SCAD берётся участок с наибольшей продольной арматурой
Подобранное армирование ASP выгрузка плагина SCAD огибающая по сечениям КЭ: по каждой компоненте (AU1…AS4, у SCAD — S1…S4) — наибольшее значение, округлённое вверх до 0,5 см²; затем КЭ с близким подбором объединяются с допуском перерасхода (унификация)

Раскладка стержней та же, что у сечений для проверки (у SCAD — см. Армирование стержней SCAD); привязки — из ASP или из ЖБ-группы SCAD.

Стержни хранятся в параметрическом сечении как стержни по данным схемы (координаты, площадь и диаметр каждого) — в дополнение к верхнему и нижнему рядам параметрического редактора. В диалоге редактирования они показываются на схеме сечения и строкой «Стержни по данным схемы: N, ΣAs = …» с кнопкой Убрать. Имя сечения содержит источник и суммарную площадь, например Брус 300×500 B25 A500 ASP ΣAs 10,5 см².

КЭ, для которого данных выбранного вида нет (нет в ASP или в выгрузке, не назначены ТЗА, подбор в одном из сечений не выполнен, стержни не помещаются в сечение), получает сечение без арматуры, а причина и номера таких КЭ выводятся в журнал как предупреждение.

Повторный запуск. Если раньше сечения создавались без арматуры, повторный запуск с выбранным армированием заменяет у КЭ это сечение армированным. Заменяется только сечение без арматуры той же формы, размеров и материалов, что получил бы сам КЭ; сечения, назначенные вручную, не изменяются. Число заменённых назначений указывается в итоге. Повторный запуск с тем же выбором ничего не меняет.

Унификация подобранного армирования

Подбор почти у каждого КЭ свой, и одного округления до 0,5 см² мало: на схеме с несколькими тысячами стержней получаются сотни сечений. Поэтому при выборе подобранного армирования КЭ объединяются в группы, и группа получает одно сечение.

  • В группу попадают только КЭ одной формы, одних размеров, материалов и привязок арматуры.
  • Площадь каждой компоненты (AU1…AS4, у SCAD — S1…S4) в сечении группы — наибольшая среди её КЭ. Армирование каждого КЭ поэтому не меньше подобранного по каждой компоненте.
  • Суммарная площадь ΣAs сечения группы превышает подбор любого КЭ группы не более чем на допуск:
\[ \Sigma A_{s,\text{гр}} \le (1 + \delta)\,\Sigma A_{s,i}\quad\text{для каждого КЭ } i \text{ группы.} \]

Группы строятся последовательно: КЭ перебираются по убыванию ΣAs, и каждый присоединяется к той группе, у которой после присоединения ΣAs наименьшая, а если допуск не выполняется ни для одной — открывает новую.

Допуск δ задаётся в диалоге выбора армирования полем «Допуск унификации подбора, %»: оно показывается, когда выбрано подобранное армирование. По умолчанию — 20 %; введённое значение запоминается до закрытия программы. При допуске 0 объединяются только КЭ с одинаковым после округления подбором. В итоге команды указывается строка «Подбор унифицирован: КЭ N → армирований M (допуск δ %)».

Пример — схема ЛИРЫ с 5863 стержнями с подбором (19 сочетаний формы, материалов и привязок):

Допуск Различных армирований Средний перерасход ΣAs к подбору, округлённому до 0,5 см²
0 % 595 0 %
10 % 361 4,4 %
20 % (по умолчанию) 219 11,4 %
30 % 179 18,4 %
50 % 114 30,6 %

Округление до 0,5 см² само по себе добавляет к подбору этой схемы около 20 %: ЛИРА выдаёт небольшие площади AS1…AS4 у всех граней, и каждая округляется до 0,5 см². Такие площади не отбрасываются, чтобы армирование сечения нигде не было меньше подобранного.

Ограничения

Армирование кладётся только в прямоугольные сечения (брус). Подобранное армирование в сечении проекта одно на весь КЭ — огибающая; для проверки с подбором каждого сечения КЭ по-прежнему служит источник «Подобранное» проверки по КЭ.

Проверка с армированием каждого КЭ

Нормативная проверка группы или конструктивного элемента (ветка Проверки, 1-я и 2-я ГПС) выполняется по КЭ: каждая строка усилий считается с сечением и армированием того КЭ, к которому она относится. Строки по КЭ вне цели пропускаются. Если в наборе нет номеров КЭ, проверка идёт как раньше — с одним сечением цели.

Проверка 2-й ГПС выполняется только для пластин, поэтому в её диалоге целью можно выбрать группу, в составе которой есть пластинчатые КЭ, или пластинчатый конструктивный элемент; группы стержней в список не попадают.

Источник армирования выбирается флажками в блоке Армирование КЭ диалога проверки. Отмечать можно несколько: проверка выполнится с каждым по очереди, и в результате появится столбец коэффициента использования на каждый источник.

Источники армирования пластин

Источник Армирование КЭ Доступен, если
Сечение цели одно сечение на все КЭ всегда
Заданное (ТЗА) сумма ТЗА, назначенных КЭ: площади и привязки слоёв из файла RBT приложен RBT и у КЭ цели есть номера ТЗА
Подобранное (ASP) As1…As4 из файла ASP; привязка и диаметр — от слоёв сечения цели у той же грани приложен ASP
Раскладка OpenCS (фон + зоны) слои сечения конструктивного элемента и зоны армирования, заданные в редакторе плиты или стены у цели есть КЭ плоских конструктивных элементов

Для источников ТЗА и ASP толщина берётся у КЭ, при её отсутствии — из ASP, затем из сечения цели. Усилия при этом не поворачиваются: армирование ЛИРЫ задано в тех же осях КЭ (X1/Y1), в которых выданы его усилия. Соответствие компонент граням — в таблице армирования пластин; после инверсии моментов при импорте нижняя арматура ЛИРЫ попадает в слой у грани −Z и воспринимает отрицательный момент OpenCS.

Раскладка OpenCS как источник армирования

Источник позволяет проверить по импортированным усилиям армирование, назначенное в самом OpenCS: фоновое по всей плите или стене и усиления по зонам. Он работает для КЭ, принадлежащих плоскому конструктивному элементу, — например элементу, созданному из кБ ЛИРЫ. Целью проверки может быть сам элемент или группа, в которую входят его КЭ.

Что задаётся. На вкладке Армирование редактора плиты или стены:

  • Базовая раскладка (сечение) — слои арматуры плитного сечения элемента. Это фон: он действует на всей площади;
  • Зоны армирования — многоугольники в плоскости элемента. У зоны есть грань (+N (верх) или −N (низ)), слой арматуры, операция (Добавить к накопленному или Заменить накопленное) и приоритет. Контур зоны берётся из пула контуров, набора геометрии или импортируется из DXF.

Как определяется армирование КЭ. Центроид КЭ (среднее его узлов) переводится в плоскость элемента. На каждой грани к фону по возрастанию приоритета применяются зоны, внутри которых лежит центроид: зона с операцией «добавить» добавляет свой слой, с операцией «заменить» — оставляет на грани только его. Зона действует на КЭ целиком или не действует вовсе; КЭ, лишь частично попавший в зону, относится к ней, если в неё попал центроид.

Бетон, материал арматуры, модель и диаграмма берутся от сечения элемента (если у элемента сечения нет — от сечения цели). Толщина — своя у КЭ, при её отсутствии — толщина сечения; расстояние слоя от грани при этом сохраняется.

Оси. Раскладка задана в осях элемента: у плиты из кБ они совпадают с глобальными X и Y, у стены ось X горизонтальна и направлена вдоль стены, ось Y — вверх. Усилия КЭ выданы в его осях выдачи, поэтому для каждого КЭ ось X1 сравнивается с осью X элемента:

  • оси совпадают или противоположны — усилия используются как есть (разворот на 180° усилий не меняет);
  • ось X1 повёрнута относительно оси X на угол φ — усилия КЭ перед проверкой поворачиваются в оси раскладки;
  • угла согласования у КЭ нет (схема импортирована из CSV или до появления этой возможности) — принимается, что оси выдачи совпадают с осями элемента, а в сводке результата появляется предупреждение. Для схем ЛИРЫ угол дозагружается командой обновления осей.

При повороте мембранные усилия, моменты и напряжения преобразуются как тензоры, поперечные силы — как вектор (c = cos φ, s = sin φ):

\[ \begin{aligned} N_X &= N_x c^2 - 2 N_{xy}\, s c + N_y s^2, \\ N_Y &= N_x s^2 + 2 N_{xy}\, s c + N_y c^2, \\ N_{XY} &= (N_x - N_y)\, s c + N_{xy} (c^2 - s^2), \end{aligned} \qquad \begin{aligned} Q_X &= Q_x c - Q_y s, \\ Q_Y &= Q_x s + Q_y c. \end{aligned} \]

Моменты Mx, My, Mxy и напряжения σx, σy, τxy преобразуются по тем же формулам, что Nx, Ny, Nxy. Число повёрнутых КЭ и наибольшее отклонение осей указываются в сводке результата.

Грани. Грань +N раскладки — сторона нормали элемента. Если нормаль КЭ направлена против неё, грань +Z усилий этого КЭ приходится на грань −N раскладки: слои для такого КЭ отражаются по толщине, а в сводке указывается число таких КЭ.

Когда КЭ не проверяется. КЭ получает статус «нет армирования» с причиной, если:

  • он не принадлежит плоскому конструктивному элементу;
  • ни у элемента, ни у цели не задано плитное сечение;
  • в точке КЭ на одной грани действуют две зоны с одинаковым приоритетом;
  • в слое задан угол арматуры к осям элемента — проверки пластин такой слой не учитывают;
  • отметка z слоя зоны лежит не у той грани, для которой задана зона;
  • в раскладке нет арматуры.

Сводка также предупреждает о слоях со своим материалом арматуры (проверка считает по материалу арматуры сечения) и об элементах, материалы сечения которых отличаются от материалов сечения цели.

Пример — плита перекрытия h = 200 мм из 3541 КЭ, метод Капра-Мори. Фон — сечение по данным ЛИРЫ с арматурой 2,62 см²/м у обеих граней в обоих направлениях. Вокруг наиболее нагруженного КЭ (Mx = 120,4 кН·м/м) заданы две зоны 3 × 3 м — у нижней и у верхней грани, каждая добавляет Ø16 с шагом 100 мм (20,1 см²/м) в обоих направлениях:

Показатель Сечение цели Раскладка OpenCS
КЭ в зонах — 23
Не прошло среди КЭ в зонах 5 0
Кисп наиболее нагруженного КЭ 5,69 0,96
Не прошло КЭ вне зон 1398 1398
Наибольшая разность Кисп у КЭ вне зон — 0

Вне зон раскладка даёт то же, что сечение цели, — там действует только фон. После чтения углов согласования ни один из 5251 пластинчатого КЭ этой схемы (одна плита и 32 стены из кБ) не потребовал поворота усилий или отражения слоёв: оси элементов из кБ совпали с осями выдачи ЛИРЫ.

Ограничения

Зоны с арматурой под углом к осям элемента в проверке по КЭ не учитываются. Формульные методы (Вуд-Армер, Капра-Мори) складывают площади слоёв одной грани и принимают наименьшую из их привязок, поэтому фон и усиление стоит задавать на одной отметке; слоистая модель учитывает каждый слой на своей отметке. Оси выдачи усилий SCAD не читаются.

Источники сечения стержней

В проверке железобетонных стержней (rc_check) источник задаёт сечение КЭ целиком — вместе с армированием:

Источник Сечение КЭ Доступен, если
Сечение цели сечение проекта: своё у КЭ, затем у конструктивного элемента, затем у цели всегда
Заданное (ТЗА) сечение для проверки с рядами брусовых ТЗА; одно на весь КЭ приложен RBT и у стержней цели есть номера ТЗА
Подобранное (ASP) сечение для проверки с подобранной арматурой; своё на каждое сечение КЭ приложен ASP

Строка усилий с номером сечения КЭ проверяется с сечением, собранным по подбору именно в этом сечении. Счётчик «армирование меньше подбора» для источника ASP не ведётся — подбор сравнивается сам с собой. Проверка стали steel_check источников армирования не имеет.

Диалог проверки ЖБ стержней: наборы РСУ колонн, источник «Подобранное (ASP)», строка готовности «сечения (Подобранное (ASP)): 69 из 69»

По каким усилиям сравнивать с подбором. ЛИРА подбирает арматуру по одному источнику усилий — РСУ, РСН или загружениям; он записан в файле ASP. Проверка с подобранной арматурой по тем же усилиям воспроизводит подбор, а по другим — показывает, хватит ли его на них. Пример — 69 колонн 25 × 60 см, арматура подобрана по РСН, проверка по РСУ (C) и (CL): 67 КЭ прошли, 2 нет. У одного из них в сечении 1 по РСН (по ним подбор) момент относительно слабой оси сечения не превышает 16,1 кН·м, а РСУ находят сочетание с 23,6 кН·м при почти той же продольной силе; подобранных для РСН 0,14 см² на такое сочетание не хватает.

Результат проверки колонн по КЭ: 67 из 69 прошли, у двух НДС не найден по сочетаниям РСУ

Для нормативных наборов (N) и (NL) работа бетона на растяжение учитывается только до образования трещин: если с растянутым бетоном НДС не находится (после трещин жёсткость сечения скачком падает), строка пересчитывается без растяжения, и «НДС не найден» остаётся только там, где сечение усилия действительно не воспринимает. В наборах (C) и (CL) растяжение бетона по умолчанию не учитывается; если оно включено в настройках расчёта, действует то же правило «до образования трещин». Для сравнения с подбором ЛИРЫ по расчётным усилиям выбирайте (C) и (CL).

Продольный изгиб и расчётные длины

Проверка по КЭ учитывает продольный изгиб так же, как задачи основного дерева: у железобетонных стержней и стен — коэффициентом η по п. 8.1.15 СП 63, у стали — расчётными длинами lef в формулах устойчивости СП 16. Длина элемента между раскреплениями l определяется для каждого КЭ по сетке схемы, поэтому одна проверка группы корректно охватывает стойки разной высоты и ригели разных пролётов. Коэффициенты расчётной длины μ задаются в проверке (п. 8.1.17 СП 63, п. 10.3 СП 16); у стали их можно определить расчётом схемы на устойчивость (режим Авто (МКЭ)). Из ЛИРЫ μ не читаются, из SCAD — только у стальных групп.

Параметры задаются в блоке Продольный изгиб (для стали — Расчётные длины) диалога Нормативная проверка или на странице группы. Они хранятся в самой проверке.

Наборы усилий второго порядка — без η

Наборы усилий расчёта CSfea с геометрической нелинейностью и линейного расчёта инженерной нелинейности с P-Δ источника помечены как второго порядка: эффект P-Δ уже есть в их моментах. Для строк таких наборов η не применяется, даже если он включён в проверке (в том числе с длиной l, заданной вручную): ЖБ-стержни проверяются без усиления моментов, у стен нет ни усиления из плоскости, ни проверки устойчивости по п. 8.1.15 — устойчивость уже проверил расчёт второго порядка. Описание определяющей проверки строки дополняется «η = 1 — усилия второго порядка», сводка называет число таких строк и наборы. Комбинация диалога СП 20 получает признак, только если он есть у всех выбранных наборов; если наборы смешаны, предпросмотр предупреждает, что η будет применён. Расчётные длины стали (lef, φ) от признака не зависят. Наборы из результатов, посчитанных до 21.10.2026, признака не имеют: такой результат нужно пересчитать и создать наборы заново.

Наборы усилий с несовершенствами

Наборы расчёта CSfea с загружениями-несовершенствами несут, кроме признака второго порядка, признак несовершенств — имена загружений-несовершенств с коэффициентами. Строки таких наборов получают примечание. У стали: «усилия второго порядка с несовершенствами EN 1993-1-1 5.3; проверка устойчивости по СП 16 с φ выполнена дополнительно, в запас» — проверка по СП 16 с расчётными длинами и φ выполняется как прежде. У ЖБ-стержней и пластин: «усилия второго порядка с несовершенствами (EN 1992-1-1 5.2 / СП 63 п. 8.1.7 — погибь в усилиях, η = 1)».

Длина элемента по сетке

КЭ Длина l
Стержень длина цепочки соосных стержневых КЭ, проходящей через КЭ. Цепочка обрывается в узле, где сходятся не два КЭ сетки (примыкает перекрытие, ригель, стержень заканчивается), или если следующий КЭ не соосен (отклонение больше ≈ 2,6°, cos ≥ 0,999)
Стена (пластина с нормалью, отклонённой от горизонтали не более чем на ≈ 6°) высота вертикальной полосы между ближайшими уровнями раскрепления ниже и выше центра КЭ. Уровни — отметки узлов стенки (связных КЭ одной плоскости), к которым примыкают перекрытия или невертикальные стержни, а также низ и верх стенки

Длина определяется по всей сетке схемы, а не только по КЭ цели: перекрытие, не входящее в группу, всё равно раскрепляет колонну. Колонна в теле стены обрывается в каждом узле — длина получается короткой, и η ≈ 1: стена её раскрепляет. Перпендикулярные стены и колонны уровней стенке не дают — они раскрепляют её по горизонтали. Перекрытие, касающееся стенки хотя бы в одном узле (в том числе углового, общего с перпендикулярной стеной), раскрепляет на своей отметке всю стенку.

Поле l, м позволяет задать длину вручную — тогда она одна на все КЭ цели.

Узел примыкания — не всегда раскрепление

Длина по сетке считается одной для обеих плоскостей изгиба. Узел, к которому примыкает другой КЭ, не обязательно раскрепляет стержень из плоскости (связи, прогоны), и наоборот. Различие плоскостей учитывается через μx и μy.

Железобетонные стержни (rc_check)

Флажок Учитывать влияние прогиба (η) включает усиление моментов строки до проверки НДМ:

\[ M_{x,eff} = \eta_x M_x,\quad M_{y,eff} = \eta_y M_y,\qquad \eta = \frac{1}{1 - N/N_{cr}},\quad N_{cr} = \frac{\pi^2 D}{l_0^2},\quad l_0 = \mu\, l . \]

Жёсткость D, коэффициент φl = 1 + ψ, порог гибкости l0/i = 14 (п. 8.1.2) и два режима — буквальный (формула нормы) и Уточнённый (итерационный) расчёт (жёсткость по НДС сечения) — те же, что в задачах основного дерева; радиус инерции — по бетону брутто сечения КЭ. μx и μy относятся к плоскостям действия Mx и My сечения OpenCS.

Диалог «Нормативная проверка» для ЖБ-стержней: блок «Продольный изгиб» с включённым η, длиной l = 4,5 м, заданной вручную, μx = μy = 1 и ψ по длительному набору

Доля длительной нагрузки ψ = M1l/M1. При флажке ψ по длительному набору (C → CL, N → NL) для каждой строки ищется строка с той же меткой в парном длительном наборе: к набору «… (C)» — «… (CL)», к «… (N)» — «… (NL)» (пробел перед меткой не важен). Моменты берутся относительно наименее сжатого (наиболее растянутого) стержня арматуры сечения КЭ, по п. 8.1.15:

\[ M_1 = M - N y_s,\qquad M_{1l} = M_l - N_l y_s,\qquad \psi = \frac{|M_{1l}|}{|M_1|}\in[0;1], \]

где ys — координата крайнего стержня на стороне, которую растягивает момент полной нагрузки. Длительный набор (CL, NL) сам проверяется с ψ = 1. Если пары или строки с той же меткой нет, а также при снятом флажке действуют поля ψx и ψy (по умолчанию 1 — в запас). Если при включённом флажке у строк пары нет, в сводке результата проверки появляется замечание с числом таких строк; так же отмечаются строки «(N)» без парной строки «(NL)» при φ1 «авто» у плит. У наборов по вариантам пакета CSfea пары есть, если в пакете посчитаны длительные части вариантов; без них пар нет.

Результат. Описание определяющей проверки дополняется значениями ηx, ηy; в данных строки сохраняются l, l0, i, гибкость, η, Ncr по обеим плоскостям, режим и источник ψ. Если |N| ≥ Ncr хотя бы в одной плоскости, строка не пройдена с формулой «п. 8.1.15» и описанием «потеря устойчивости в плоскости Mx: |N| = … ≥ Ncr = … кН»; Кисп строки равен |N|/Ncr. Если длина по сетке у КЭ не определилась (нет узлов сетки), его строки не проверяются с причиной, а сводка называет число таких КЭ и предлагает задать l вручную.

Стены (проверка пластин rc_plate_check)

Для КЭ стен учитывается изгиб из плоскости стены: вертикальная полоса шириной 1 м рассматривается как внецентренно сжатый стержень.

  1. Усилия КЭ поворачиваются из осей выдачи в оси «вертикаль — горизонталь» (вертикаль — проекция глобальной оси Z на плоскость КЭ).
  2. N = Nv — вертикальное мембранное усилие (сжатие отрицательно), M = Mv — момент, изгибающий вертикальную полосу.
  3. i = t/√12, l0 = μx·l, l — высота полосы по сетке. В буквальном режиме \(D = k_b E_b t^3/12 + k_s E_s \sum A_{s,v} z^2\) на 1 м, где As,v — вертикальная составляющая слоёв арматуры сечения КЭ; в уточнённом — D = M/κv по слоистой модели при всех шести усилиях КЭ.
  4. η усиливает только Mv; остальные усилия не меняются, и строка поворачивается обратно в оси выдачи перед проверкой выбранным методом.

ψ — по тому же правилу парных наборов, моменты — относительно крайнего слоя вертикальной арматуры. Описание определяющей проверки дополняется «η = … (l0 = … м)», если поправка больше единицы. При |Nv| ≥ Ncr строка не пройдена: «потеря устойчивости стены из плоскости: |Nv| = … ≥ Ncr = … кН/м». Перекрытия, наклонные пластины и КЭ без узлов сетки не усиливаются — сводка называет их число. Изгиб стены в своей плоскости не учитывается; μy и ψy для стен не показываются.

Сталь (steel_check)

Флажок lef = μ·l, l — по сетке схемы для каждого КЭ заменяет расчётные длины из параметров СП 16 группы на длины каждого КЭ:

\[ l_{ef,x} = \mu_x l,\qquad l_{ef,y} = \mu_y l,\qquad l_{ef,b} = \mu_b l . \]

l — та же длина стержня по сетке. μb относится к расчётной длине балки для φb; μb = 0 оставляет lef балки из параметров группы. Остальные параметры СП 16 (γc, предельные гибкости, закрепления пояса и др.) по-прежнему берутся у группы.

Диалог «Нормативная проверка» для стальной группы: блок «Расчётные длины» с флажком «lef = μ·l, l — по сетке схемы для каждого КЭ» и полями μx, μy, μb

Флажок Авто (МКЭ): μ по расчёту устойчивости схемы и список Постановка: берут μx, μy из результата постановки Расчётные длины — CSfea: lef = μ·l, l — длина КонЭ или цепочки КЭ. Результат пересчитывается и сохраняется автоматически, если схема, сечения, нагрузки, сочетания или число форм изменились. Оба флажка можно включить вместе: длина по сетке действует по осям, где μ по расчёту устойчивости не назначен.

Приоритет источников длин у КЭ:

  1. КЭ стальной группы SCAD — μ·l и шаг раскреплений своей группы;
  2. режим Авто (МКЭ) — по каждой оси, где μ назначен;
  3. иначе при включённом режиме по сетке — μ·l по сетке;
  4. КЭ, у которого длина по сетке не определилась, — lef из параметров группы.

Сводка результата называет число КЭ с длинами по сетке и число КЭ без длины. Без флажка проверка ведёт себя как раньше: одна абсолютная lef на все КЭ группы.

Страница стальной группы «Ферма»: параметры расчёта по СП 16 группы (lef,x = lef,y = 3 м), ниже — блок «Параметры проверки по КЭ»; справа мозаика коэффициента использования проверки steel_check с подсказкой по сечениям КЭ

Параметры проверки на странице группы

На странице группы КЭ (ветка Группы КЭ или Группы КонЭ схемы) есть блок Параметры проверки по КЭ: в списке Проверка выбирается одна из проверок группы, под ним — тот же блок продольного изгиба или расчётных длин, что в диалоге, и кнопка Сохранить и выполнить. Выбор проверки в мозаике 3D-вида переключает и этот список, так что параметры удобно подбирать, глядя на мозаику Кисп. Для группы КЭ сетки вид элемента определяется по составу и показывается строкой «КЭ сетки: N (стержней …, пластин …)»; тип элемента и набор усилий на этой странице не выбираются.

Страница группы колонн: блок «Параметры проверки по КЭ» со списком проверок группы, блоком «Продольный изгиб» и кнопкой «Сохранить и выполнить»; справа мозаика коэффициента использования той же проверки rc_check с источником «Подобранное»

Строки без номера КЭ

Если в наборе нет номеров КЭ (проверка с одним сечением цели), длину по сетке определить нельзя: у стержней η учитывается только с длиной l, заданной вручную, иначе строка не проверяется; у пластин η не учитывается, и описание строки дополняется пометкой «η не учтён: строка без номера КЭ».

Готовность цели

Под списками диалога показана строка покрытия цели данными, например «Усилия: 3541 из 3541 КЭ · армирование (Подобранное (ASP)): 3541 из 3541». Она пересчитывается при смене цели, наборов и источников. Если покрытие неполное, при запуске открывается окно с числом и номерами КЭ без усилий, без сечения или без армирования и с вопросом «Проверить то, что есть?». Запуск невозможен, когда проверять нечего: нет строк усилий по КЭ цели или у пластинчатой цели нет сечения. КЭ, которые ЛИРА объединила абсолютно жёстким телом (например, пластины в пределах оголовка колонны), усилий в результатах не имеют и попадают в «без усилий» — это ожидаемо.

Результат

Проверка идёт в фоне с индикатором хода и возможностью отмены; отменённая проверка результат не сохраняет. Страница результата содержит две вкладки:

  • По КЭ — одна строка на КЭ и источник: наибольший коэффициент использования, определяющие набор, строка усилий и формула, число строк. КЭ без данных присутствуют со статусом «нет усилий», «нет армирования» или «нет сечения». Есть фильтр Только не прошедшие; выбор КЭ показывает его строки;
  • Все строки — все строки усилий с номером КЭ, подписью сечения или армирования («ТЗА 1 2 4», «ASP», «Раскладка: фон + Зона 1») и результатом.

В сводке — число КЭ прошедших, не прошедших и не проверенных по каждому источнику. Проверка считается пройденной, только когда все КЭ цели проверены и прошли; если не прошедших нет, но часть КЭ не проверена, результат помечается как неполный. Результат по КЭ можно посмотреть мозаикой и эпюрами стержней.

Какой метод выбрать для арматуры пластин, подобранной ЛИРОЙ

Подбор арматуры пластин в ЛИРА-САПР обычно выполняется по теории Карпенко. Из формульных методов OpenCS к ней ближе Капра-Мори: он проверяет нормальные сечения на всех площадках, тогда как Вуд-Армер прибавляет полные |Mxy| и |Nxy| к обоим направлениям сразу и заведомо строже.

Пример — плита перекрытия h = 200 мм (B25, A500, привязка 40 мм), 3541 КЭ, одно загружение, арматура подобрана ЛИРОЙ на те же усилия:

Метод OpenCS Не прошло КЭ Наибольший Кисп
Капра-Мори, shell_simpl_capri_uls 0 0,995
Слоистая модель, shell_layered 0 0,79
Вуд-Армер, shell_simpl_wa_uls 1002 1,77

Наибольший Кисп по Капра-Мори практически равен единице: ЛИРА подбирает арматуру без запаса, и проверка это воспроизводит. Отказы по Вуду-Армеру здесь относятся к методу, а не к данным.

Близость Капра-Мори к подбору ЛИРЫ наблюдалась на плите с умеренными крутящими моментами. В зонах, где Mxy сопоставим с изгибающими моментами (у колонн, в углах), подбор ЛИРЫ и проверка Капра-Мори могут заметно расходиться: например, при Mxy ≈ 10,6 кН·м/м и малых Mx, My ЛИРА оставила у верхней грани минимальное армирование 1 см²/м, а проверка требует порядка 2 см²/м у обеих граней. Усилия при этом совпадают с таблицами ЛИРЫ; расхождение, по всей видимости, относится к методам подбора и проверки.

В диалогах проверок по КЭ для упрощённых методов выбираются модель полосы (НДМ или формулы СП 63; у проверок, сохранённых до появления выбора, — формулы) и для Капра-Мори — способ проверки по фасеткам или через ограничения. В проверке по ПС1 поперечные силы Qx, Qy берутся из строки усилий КЭ: если управляющей оказывается поперечная сила, в строке результата указывается формула (8.55) или (8.60) и требуемая Asw/sw.

Мозаики по КЭ: армирование, усилия, коэффициент использования

Мозаика раскрашивает КЭ по одной из величин: армирование из приложенных файлов ASP и RBT, раскладка армирования OpenCS, импортированные усилия или коэффициент использования из проверки. Одновременно показывается одна мозаика. Она доступна в двух местах:

  • 3D-вид расчётной схемы и группы — на всей сетке; в виде группы наборы усилий ограничены её КЭ. Управление находится в отдельной строке под панелью инструментов вида, легенда — в правом верхнем углу. При наведении курсора на КЭ — пластину или стержень раскрашенной мозаики — его номер и значение показываются подсказкой у курсора и в легенде. Пока мозаика включена, подсветка группы не показывается;
  • редактор плиты или стены (вкладка «Армирование») — на КЭ самого элемента, нижним слоем под контуром и зонами армирования. Пока только для элементов, созданных поверх импортированной сетки (из кБ ЛИРЫ): у остальных элементов нет своих импортированных КЭ, и управление мозаикой скрыто. Значение КЭ под курсором показывается в легенде.
Список «Мозаика» Что показывается Доступно, если
Нет обычная заливка пластин всегда
Подобранная (ASP) подобранная ЛИРОЙ площадь загружен ASP
Заданная (RBT) сумма площадей ТЗА, назначенных КЭ загружен RBT и у КЭ есть номера ТЗА
Заданная − подобранная разность: отрицательная — не хватает назначенной арматуры, положительная — запас загружены оба файла
Раскладка OpenCS суммарная площадь слоёв раскладки на КЭ: фон и зоны в схеме есть КЭ плоских конструктивных элементов
Раскладка OpenCS − подобранная разность раскладки и подбора ЛИРЫ: отрицательная — раскладки не хватает то же и загружен ASP
Подобранная, стержни (ASP) подобранная ЛИРОЙ арматура стержней — огибающая по сечениям КЭ загружен ASP, в нём есть стержни
Заданная, стержни (RBT) сумма площадей брусовых ТЗА, назначенных стержню загружен RBT и у стержней есть номера разобранных брусовых ТЗА
Заданная − подобранная, стержни разность по суммарной площади ΣAs доступны оба вида по стержням
Усилия компонента усилий выбранного набора у схемы есть наборы усилий со строками по номерам КЭ
Коэффициент использования наибольший Кисп КЭ из результата проверки есть проверка с результатом по КЭ

Армирование. Для пластин второй список выбирает компоненту: As1…As4 (см. таблицу армирования пластин) или Asw. Asw есть только в ASP, поэтому для заданного армирования, раскладки и разностей этот пункт недоступен. Для раскладки OpenCS компоненты относятся к граням КЭ: «нижняя» — грань −Z его усилий; КЭ без раскладки (вне плоских элементов, с неоднозначными зонами) показываются как «нет данных». После правки зон или слоёв сечения мозаика раскладки обновляется при следующем раскрытии списков. Для стержней компоненты перечислены в таблице армирования стержней; мозаики по стержням есть только в 3D-виде и красят линии КЭ. Если ASP, RBT, набор усилий или результат проверки появились, когда вид уже был открыт, они подхватятся при следующем раскрытии списков.

Мозаика подобранной арматуры пластин (As2 — верх по X1) с подсказкой значения КЭ у курсора

Мозаика подобранной арматуры стержней (ΣAs) с флажком «Эпюры» и подсказкой у стержня

Усилия. Второй список — набор усилий схемы, третий — компонента:

  • пластины: Nx, Ny, Nxy (кН/м), Mx, My, Mxy (кН·м/м), Qx, Qy (кН/м) и, если набор хранит напряжения (импорт ЛИРЫ), σx, σy, τxy в кПа. Мембранные усилия получаются из напряжений умножением на толщину своего КЭ; без толщины КЭ показывается как «нет данных»;
  • стержни: N, Mx, My, Vx, Vy, T — цветом линии КЭ в 3D-виде;
  • если у КЭ в наборе несколько строк (сечения стержня, сочетания РСУ), список Наиб. по модулю / Наибольшее / Наименьшее выбирает, какое значение показать.

Знаки — в соглашениях OpenCS: моменты пластин ЛИРЫ при импорте инвертированы. Шкала знакопеременная: отрицательные значения — оттенки синего, положительные — красного.

Эпюры на стержнях схемы. При мозаике усилий или армирования стержней, а также при мозаике коэффициента использования стержневой проверки в строке управления появляется флажок Эпюры (по умолчанию включён): вдоль каждого стержня откладываются значения по сечениям КЭ.

  • Ординаты строятся в местных осях стержня: Mx и Vy (в ЛИРЕ — Mz и Qy) — в плоскости X1Y1, остальные величины — в плоскости X1Z1. Положительное значение откладывается в сторону +Z1 (+Y1) красным, отрицательное — в обратную сторону синим.
  • Местные оси определяются по правилу ЛИРЫ для нулевого угла чистого вращения: у невертикального стержня ось Z1 лежит в вертикальной плоскости стержня и направлена вверх, у вертикального — против глобальной оси X. Угол чистого вращения при импорте не читается, поэтому у стержней с повёрнутым сечением плоскость эпюры может отличаться от показанной в ЛИРЕ.
  • Масштаб общий на вид: наибольшая ордината равна 5 % диагонали габарита стержней.
  • Эпюра коэффициента использования ступенчатая — по сечениям КЭ, как в окне эпюр, — и каждая ступень окрашена той же шкалой, что и мозаика. Так видно не только не прошедший КЭ, но и его не прошедшее сечение. Подсказка у курсора над стержнем показывает Кисп КЭ и значения по каждому его сечению.
  • Если в сечении несколько строк усилий, значение выбирает тот же список Наиб. по модулю / Наибольшее / Наименьшее.

Коэффициент использования. Второй список — проверка, третий — источник армирования, с которым она выполнена. Пороги шкалы по умолчанию 0,25 · 0,5 · 0,75 · 0,9 · 1,0 · 1,1 · 1,25 · 1,5 · 2: до единицы — зелёные, выше — красные. Отдельными цветами показаны КЭ «не проверено» и «не проходит» без числового коэффициента. Стержневые проверки красят линии КЭ по наибольшему Кисп из его сечений; распределение по сечениям показывает флажок Эпюры. В редакторе элемента доступны проверки самого элемента и групп, в которые входят его КЭ.

Мозаика Кисп плиты по проверке Капра-Мори с подобранной арматурой: отказы сосредоточены у колонн, КЭ в абсолютно жёстких телах — «не проверено»

Мозаика Кисп колонн со ступенчатыми эпюрами по сечениям; у не прошедшего КЭ подсказка показывает сечение «Не проходит (без коэффициента)»

Шкала дискретная:

  • для ASP и RBT — отдельная полоса «0» и до восьми полос от нуля до максимума. Шаг — «круглое» число 1, 2, 2,5 или 5 × 10ⁿ, а число полос подобрано так, чтобы максимум попал в последнюю;
  • для разности и усилий — знакопеременная шкала без пустых крайних полос: для разности оттенки красного — дефицит, зелёного — запас;
  • в поле Границы под легендой можно задать свои пороги через «;», например 3,93; 5,65; 7,85; 10,05 (площади сеток Ø10, Ø12, Ø14, Ø16 с шагом 200 мм). Пустое поле возвращает автошкалу. Свои пороги запоминаются отдельно для армирования, разности, каждой компоненты усилий и коэффициента использования. В редакторе элемента шкала строится по его КЭ, а не по всей схеме.

В легенде для каждой полосы указано число КЭ. Отдельно показываются КЭ, где ЛИРА не смогла подобрать арматуру (чёрные), и КЭ без данных (серая полупрозрачная подложка): их нет в ASP, у них нет ТЗА, назначенный ТЗА отсутствует в файле RBT либо в наборе нет строки усилий этого КЭ.

Эпюры стержней

Окно Эпюры стержней... показывает изменение величины вдоль стержней группы или конструктивного элемента. Оно открывается из контекстного меню группы конечных элементов и из контекстного меню строки таблицы Стержни конструктивного слоя.

Участки. Стержневые КЭ цели собираются в участки — цепочки КЭ, идущих друг за другом. Участок обрывается в узле, где сходится не два КЭ цели, и на изломе оси больше 30° (например, колонна — ригель). Отсчёт длины s идёт от конца с меньшими координатами: колонна — снизу вверх, балка — вдоль оси X или Y. Если участков несколько, нужный выбирается в списке Участок.

Список «Эпюра» Что строится Доступно, если
Усилия компонента N, Mx, My, Vx, Vy, T выбранного набора усилий у схемы есть наборы со строками по стержням цели
Подобранная арматура (ASP) величина подбора по сечениям ЛИРЫ загружен ASP со стержнями цели
Заданная арматура (ТЗА) площадь рядов брусовых ТЗА; для ΣAs — вместе с подобранной загружен RBT и у стержней цели есть номера разобранных брусовых ТЗА
Коэффициент использования Кисп по сечениям КЭ из результата проверки; выбираются проверка и источник армирования у схемы есть проверка с результатом по КЭ
  • Усилия. Сечения КЭ расположены равномерно от начального узла к конечному. Между сечениями эпюра линейна, на стыке КЭ возможен разрыв. Если в сечении несколько строк (РСУ, РСН), строятся две эпюры — наибольших и наименьших значений, а в таблице появляется второй столбец. Положительные значения откладываются вверх от оси.
  • Подобранная арматура. Эпюра ступенчатая: каждое сечение ЛИРЫ занимает свою долю длины КЭ, границы ступеней лежат посередине между сечениями. Сечение, в котором ЛИРА не выполнила подбор, в эпюру не входит и отмечено маркером на оси и текстом в таблице.
  • Заданная арматура. Постоянна по длине КЭ. Для суммарной площади ΣAs на том же графике показана подобранная арматура, а в таблице — столбцы «Заданная» и «Подобранная» по сечениям подбора.
  • Коэффициент использования. Эпюра ступенчатая, как у подобранной арматуры: каждое сечение КЭ проверено отдельно, значение сечения — наибольший Кисп его строк усилий (сочетаний). Пунктирная линия отмечает Кисп = 1. Сечение, в котором хотя бы одна строка не прошла без коэффициента (НДС не найден), считается не прошедшим: ступени нет, на оси красный маркер, в таблице — «Не проходит (без коэффициента)»; наибольший Кисп остальных строк такого сечения не показывается. Сечение без проверенных строк (нет усилий, нет сечения) отмечено серым маркером и текстом «Не проверено». Если строки усилий проверки не несут номера сечения, КЭ показывается одной ступенью.

Справа от графика — таблица значений: номер КЭ, номер сечения, координата s и значение. При наведении курсора на график показываются координата и значение в этой точке.

Огибающие момента по РСУ вдоль колонны из трёх КЭ: наибольшие и наименьшие значения, разрывы на стыках КЭ

Ступенчатая эпюра подобранной арматуры ΣAs по сечениям ЛИРЫ

Эпюра Кисп по сечениям: линия Кисп = 1 пунктиром, не прошедшее сечение отмечено красным маркером

Ограничения

  • Стержни. Сечения по данным ЛИРЫ собираются только для формы «Брус»; армирование в сечения проекта кладётся только в прямоугольник. Угол чистого вращения стержня не читается — сечение считается неповёрнутым относительно местных осей при нулевом угле. Из брусовых ТЗА разбираются простые ряды AUAS.B, AUAS.T и стержни AS_spec (без блока «Поперечная»). Проверка 2-й ГПС для стержней не выполняется. Оси усилий стержней SCAD на данных SCAD не сверены.
  • Пластины. Продавливание из ASP не читается. Зоны раскладки с арматурой под углом к осям элемента в проверке по КЭ не учитываются.
  • Продольный изгиб. Коэффициенты μ задаются в проверке: расчётные длины и ТЗА ЛИРЫ для них не читаются. Длина по сетке одна на обе плоскости изгиба. Случайный эксцентриситет ea не добавляется (как и в задачах основного дерева), изгиб стены в своей плоскости не учитывается.
  • Импорт схемы из CSV. Такие схемы не содержат таблиц жёсткостей, осей выдачи усилий пластин, кБ и номеров ТЗА. Жёсткости, оси и номера ТЗА дочитываются командами дозагрузки из открытой ЛИРЫ; кБ сохраняются только при импорте схемы через API.
  • Мозаики и эпюры. Подписи значений на эпюрах в 3D-виде, ручной масштаб эпюр, изополя со сглаживанием по узлам и сохранение шкалы между сеансами пока не реализованы. Источник армирования в ядре не привязан к ЛИРЕ (IPlateRebarFieldSource, IBarRebarFieldSource), так что подключение импортов из других МКЭ-программ не потребует менять отображение.

Проверочные тесты

Тема Тесты
Единицы импорта через API CScore.Tests/Import/LiraApiUnitsTests.cs, OpenCS.Tests/LiraApiNodeUnitsTests.cs
Файлы армирования, кБ CScore.Tests/Import/LiraAspReaderTests.cs, LiraRbtReaderTests.cs, LiraBlockMemberBuilderTests.cs
Сечения пластин CScore.Tests/Import/LiraPlateSectionSourcesTests.cs, LiraPlateSectionTemplatesTests.cs, OpenCS.Tests/LiraPlateSectionCreatorTests.cs
Сечения стержней для проверки, оси усилий, жёсткости CScore.Tests/Import/LiraBarSectionSourcesTests.cs (раскладка ASP и ТЗА, привязки, отказ подбора, сечение на каждое сечение КЭ), CScore.Tests/ScadXlsForceMapperTests.cs, OpenCS.Tests/LiraStiffnessesTests.cs (жёсткости из таблиц ЛИРЫ, сверка номеров КЭ, миграция осей наборов)
Сечения стержней в проекте, унификация подбора CScore.Tests/Import/ImportedBarRebarTests.cs, RcSectionBuilderTests.cs, OpenCS.Tests/ImportedBarSectionCreatorTests.cs, ImportedBarSectionCreatorRebarTests.cs
Проверка по КЭ, раскладка OpenCS CScore.Tests/Fem/FemCheckPerElementTests.cs, FemCheckScopeTests.cs, PlateLayoutSectionSourceTests.cs (раскладка на КЭ, оси выдачи, поворот усилий, отражение слоёв), OpenCS.Tests/FemCheckContextTests.cs, PlateLayoutPersistenceTests.cs
Продольный изгиб и расчётные длины CScore.Tests/Fem/FemEtaTests.cs (длина по сетке, полоса стены, ψ, η стержней и стен в буквальном и уточнённом режимах), CScore.Tests/Steel/SteelMeshLefTests.cs, OpenCS.Tests/RcCheckHandlerTests.cs (Eta_*), FemCheckBucklingVMTests.cs, FemMemberEditorVmTests.cs
Мозаики CScore.Tests/PlateRebar/PlateRebarMosaicTests.cs (соответствие компонент, сложение ТЗА, разность, шкала, прогон по реальному ASP схемы из 5251 пластины), CScore.Tests/Fem/ElementForceFieldTests.cs, OpenCS.Tests/PlateRebarMosaicVmTests.cs
Эпюры стержней CScore.Tests/Fem/BarDiagramTests.cs (цепочки, эпюры усилий, арматуры и коэффициента использования, местные оси, геометрия эпюр на схеме), OpenCS.Tests/FemBarDiagramVmTests.cs