38922

МЕТАДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ В ПРОЕКТИРОВАНИИ

Книга

Информатика, кибернетика и программирование

Расчёт элементов каменных и армокаменных конструкций по подпрограмме КАМИН SCD Office 11. Анализ результатов армирования бетонных элементов и конструкций по программе АРБАТ SCD Office 11. Расчёт элементов деревянных конструкций по подпрограмме ДЕКОР SCD Office 11. Расчёт элементов оснований и фундаментов по программе ЗАПРОС SCD Office 11.

Русский

2013-09-30

5.29 MB

44 чел.

«Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

Кафедра Строительных конструкций

МЕТАДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ПО АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ В ПРОЕКТИРОВАНИИ.

Составители:

Е.А. СМИРНОВ

В.А. РЕПИН

ВЛАДИМИР 2012


ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

3

1.

Во втором семестре. Магистры на лабораторных работах, в программном комплексе ПК «Лира» применяют обучающие примеры расчёта конструкций, зданий и сооружений, которые приводят в дальнейшем, к самостоятельному решению стоящих перед ними задач.

4

2.

В третьем семестре. Магистры на лабораторных работах, применяют в программном комплексе ПК «SCAD» обучающие примеры второго семестра, которые приводят в дальнейшем к самостоятельному решению стоящих перед ними задач с применением «SCAD Office 11»

6

2.1

Лабораторная работа 1. Специфика работы с ПК SCAD

6

2.2

Лабораторная работа 2. Специфика работы с подпрограммой «SCAD Office 11» ВеСТ

22

2.3

Лабораторная работа 3. Проверка сечений из металла проката по  подпрограмме Кристалл «SCAD Office 11»

22

2.4

Лабораторная работа 4. Проектирование и расчёт узлов стальных конструкций по  подпрограмме Комета «SCAD Office 11»

24

2.5

Лабораторная работа 5. Расчёт элементов каменных  и армокаменных конструкций по  подпрограмме КАМИН «SCAD Office 11».

25

2.6

Лабораторная работа 6. Анализ результатов армирования бетонных элементов и конструкций по программе АРБАТ «SCAD Office 11».

26

2.7

Лабораторная работа      7.        Проектирование железобетонных ребристых перекрытий по программе Монолит «SCAD Office 11»

27

2.8

Лабораторная работа 8.  Расчёт элементов деревянных конструкций по  подпрограмме ДЕКОР «SCAD Office 11».

27

2.9

Лабораторная работа 9. Расчёт элементов оснований и фундаментов по программе ЗАПРОС «SCAD Office 11».

29

Приложение 1. Описание обучающих примеров расчёта и проектирования конструкций, зданий и сооружений в ПК ЛИРА, применяемых магистрантами в лабораторных работах второго семестра.

30


ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания к лабораторным  работам имеют цель ознакомить магистров, изучающих дисциплину «Автоматизированные системы, используемые в проектировании» с методикой проектирования и инженерного расчёта строительных конструкций, зданий и сооружений с помощью ЭВМ.

Во втором семестре магистры на лабораторных работах приобретают навыки работы с программным комплексом ПК «Лира 9.6», а в третьем семестре с ПК «SCAD 11.1» и подпрограммами «SCAD Office 11», предназначенными для прочностного анализа и проектирования строительных конструкций из железобетона, металла и древесины.

Методические указания к лабораторным занятиям составлены в соответствии с типовой программой «Автоматизированные системы, используемые в проектировании» по направлению подготовки 270800 «Строительство» для квалификации выпускника – магистр.  

 


1. Во втором семестре

магистры на лабораторных работах,

в программном комплексе ПК «Лира» применяют

обучающие примеры расчёта конструкций, зданий и сооружений,

которые приводят в дальнейшем, к самостоятельному решению стоящих перед ними задач.

Лабораторные работы по «Автоматизированным системам, используемым в проектировании» предназначены во втором семестре для освоения приёмов работы магистров с программным комплексом ЛИРА.

Обучающие примеры для магистрантов подобраны  в лабораторных работах таким образом, чтобы они могли в дальнейшем самостоятельно решать стоящие перед ним задачи.

 

Для облегчения восприятия и простоты усвоения в каждом из обучающих примеров материал излагается по этапам. Рассматриваются поэтапные методы, используемые при

  •  формировании расчётных схем и их атрибутов;
  •  анализе результатов расчета;
  •  автоматизированном проектировании железобетонных и стальных конструкций.

 Каждый обучающий пример в лабораторных работах снабжен необходимыми комментариями, поясняющими те или иные особенности структуры исходных данных и принятых алгоритмов расчёта.

 

В лабораторных работах второго семестра применены следующие обучающие примеры для ПК ЛИРА версии 9.4 и 9.6:

Лабораторная работа 1. Расчёт плоской рамы 

Лабораторная работа 2. Расчёт плиты 

Лабораторная работа 3. Расчёт  рамы промышленного здания 

Лабораторная работа 4. Расчёт пространственного каркаса здания с фундаментной плитой на упругом основании 

Лабораторная работа 5. Расчёт металлической башни 

Лабораторная работа 6. Расчёт цилиндрического резервуара

Лабораторная работа 7. Нелинейный расчет двухпролётной балки с учётом ползучести бетона

Лабораторная работа 8. Расчёт мачты в геометрически нелинейной постановке 

Лабораторная работа 9. Расчёт конструкции на грунтовом основании с применением новой системы ГРУНТ 

Лабораторная работа 10. Расчёт шпунта усиленного анкерами совместно с грунтовым массивом котлована (применение нелинейных элементов грунта, моделирование предварительного натяжения анкеров, моделирование процесса экскавации котлована) 

Лабораторная работа 11. Расчёт конструкции с изменением жесткости грунтового основания при сейсмических воздействиях (использование новой системы ВАРИАЦИИ МОДЕЛЕЙ) 

Лабораторная работа 12. Расчёт стального каркаса здания с подготовкой информации для системы ЛИР-КМ 

Лабораторная работа 13. Формирование документации КМ по результатам расчёта конструкции в примере 12 на основе новой системы ЛИР-КМ 

Лабораторная работа 14. Технология импорта из программы AutoCAD 

Лабораторная работа 15. Технология импорта из программ Revit, Allplan и ArchiCAD 

Лабораторная работа 16. Технология расчёта на устойчивость к прогрессирующему обрушению 

 Лабораторная работа 17. Технология использования системы ГРУНТ для создания плоского и трехмерного грунтовых массивов 

Лабораторная работа 18. Расчёт пространственного каркаса здания с последующим импортом результатов подбора арматуры в систему ЛИР-ВИЗОР 

Примечание: 

Описание пяти обучающих примеров расчёта конструкций, зданий и сооружений для  ПК «Лира» приведены в приложении №1 в виде лабораторных работ второго семестра.

 

 

 


2. В третьем семестре

магистры на лабораторных работах,

применяют в программном комплексе ПК «SCAD»  

обучающие примеры второго семестра, которые приводят в дальнейшем

к самостоятельному решению стоящих перед ними задач

с применением «SCAD Office 11»

Лабораторные работы по «Автоматизированным системам, используемым в проектировании» в третьем семестре предназначены для освоения приёмов работы магистров с программным комплексом SCAD  и подпрограммами «SCAD Office 11».

«SСАD 0ffiсе 11» комплекс программ для прочностного анализа и проектирования строительных конструкций в который входят программы – сателлиты для расчёта и проектирования элементов конструкций, такие как:

-   Кристалл   - расчёт элементов стальных конструкций по СНиП;

-  АРБАТ      - проверка и подбор арматуры в элементах железобетонных конструкций;

-  КАМИН   - расчёт элементов каменных и армокаменных конструкций;

-   ЗАПРОС  - расчёт элементов оснований и фундаментов в соответствии со СНиП;

-   ДЕКОР   - расчёт элементов деревянных конструкций в соответствии со СНиП;

-    ОТКОС   - анализ устойчивости откосов и склонов;

-    Монолит - проектирование железобетонных ребристых перекрытий;

-    ВеСТ        - определение нагрузок в соответствии со СНиП;

-    КРОСС   - расчёт коэффициентов постели под фундаментной плитой;

-   Конструктор сечений - формирование и расчёт геометрических характеристик сечений;

-    Консул    - формирование и расчёт геометрических характеристик сечений;

-    Тонус    - формирование и расчёт геометрических характеристик сечений;

-    Сезам  -  поиск сечения, эквивалентного заданному по геометрическим характеристикам;

-    Комета  - программа для проектирования узлов стальных конструкций;

-  КоКон   -  электронный справочник по коэффициентам концентрации напряжений;

-    КУСТ  -  электронный расчётно - теоретический справочник проектировщика.

2.1 Лабораторная работа 1. Специфика работы с ПК SCAD

Загрузка комплекса SCAD

Завершение работы

Создание нового проекта

Открытие ранее созданного проекта

Сохранение проекта

Полноэкранный режим работы

Рис. 1.1. Окно инициализации Structure CAD

1.1. Создание нового проекта

Для создания нового проекта установите курсор на одноименную кнопку  раздела Управление инструментальной панели и нажмите на левую кнопку мыши. На экран выводится диалоговое окно Новый проект (рис. 1.1.1), в котором вводится информация о проекте: наименование, объект, заказчик и т.п., а также назначается тип расчетной схемы. Диалоговое окно Новый проект, как и большинство других диалоговых окон, содержит три командные кнопки: OK, Cancel и Справка.

Рис. 1.1.1. Диалоговое окно  Новый проект

Рис. 1.1.2. Список выбора типа схемы

OK - эта кнопка нажимается после завершения работы с диалоговым окном и закрывает его с автоматическим сохранением всей введенной информации.

Cancel - выполняется выход из окна без сохранения введенной информации.

Справка - обращение к справочной информации.

Кнопка Единицы измерения используется в тех случаях, когда единицы измерения,  которые предполагается использовать при подготовке данных и выполнении расчета, отличаются от установленных по умолчанию.

Обратите внимание на возможность выбрать Тип схемы из списка, показанного на рис. 1.1.2. Тип схемы - это число, которое определяет состав и максимальное количество степеней свободы в узлах расчетной схемы и характеризует особенности её напряженно-деформированного состояния. Назначаемый тип схемы должен включать все необходимые степени свободы для используемых в схеме конечных элементов. По умолчанию устанавливается тип 5 - система общего вида.

В правой части окна Новый проект находятся кнопки для выбора норм проектирования железобетонных и металлических конструкций.

После нажатия на кнопку ОК в диалоговом окне Новый проект на экран выводится стандартное окно Сохранение проекта. В этом окне задается имя файла, которое будет присвоено файлу проекта, всем служебным файлам и файлам с результатами, порождаемым в процессе работы комплекса.

После небольшой паузы, связанной с регистрацией нового проекта в системе, управление передается  Дереву проекта (рис. 1.1.3). Дерево включает четыре раздела первого уровня, фактически - этапы решения задачи: Исходные данные, Расчет, Результаты и Конструирование. 

Эти разделы содержат ссылки на разделы второго уровня, которые детализируют выполняемые операции, например, Расчётная схема, Линейный расчёт или Печать таблиц. Разделы Расчётная схема и Специальные исходные данные включают подразделы с  перечнем исходных данных.

Дерево проекта отображает состояние проекта, т.е. наличие или отсутствие в проекте соответствующего вида данных, а также доступность функций, например, расчета или анализа данных. Из Дерева можно инициализировать любую функцию - ввод данных, расчет или графический анализ результатов. Для этого достаточно установить курсор на наименование соответствующей ветви Дерева и нажать левую кнопку мыши. Кроме того, Дерево иллюстрирует структуру комплекса.

Рис. 1.1.3. Дерево проекта

Раздел Управление  инструментальной панели препроцессора

Работу по созданию нового проекта начнем с формирования расчётной схемы. Для этого установим курсор на раздел Расчетная схема дерева и нажмем левую кнопку мыши. Управление будет передано графическому препроцессору, с помощью функций которого и выполняется синтез расчётной схемы. Инструментальная панель препроцессора включает различные функции создания геометрии схемы, назначения граничных условий, нагрузок и др. После старта препроцессора в инструментальной панели активен раздел Управление (рис. 1.1.4).

Рис. 1.1.4. Раздел Управление инструментальной панели препроцессора

В этом разделе расположены четыре кнопки, дублирующие одноименные операции меню Проект, а также дополнительные кнопки:

   Печать - обеспечивает вывод на принтер установленного на экране изображения схемы;

 Выход в дерево проекта - после нажатия на эту кнопку препроцессор закрывается и управление передается Дереву проекта;

  Исключение из проекта удаленных узлов и элементов - эта функция используется в тех случаях, когда  работа по созданию схемы закончена и нет необходимости сохранять информацию об удаленных узлах и элементах. После активизации этой функции все удаленные объекты из схемы исключаются, а оставшиеся получают новые номера.

 Показать/скрыть фильтры - с помощью этой кнопки можно убрать с экрана панель с фильтрами или вернуть ее на экран.

  Показать/скрыть панель управления визуализацией - с помощью этой кнопки панель можно убрать с экрана или вернуть ее на экран.

  Сохранение образа экрана - после активизации этой функции выполняется сохранение текущего отображения схемы в формате метафайла (файл с расширением .WMF)  Полученное изображение можно поместить в отчет с результатами расчета.

   Сохранение фрагмента схемы - функция позволяет сохранить видимый на экране фрагмент расчетной схемы в виде самостоятельного проекта.

1.2. Синтез схемы, расчёт и анализ результатов

В настоящем разделе приводится “экспресс-описание” функций формирования расчетной схемы, выполнение расчета и анализ результатов. Выполнив описанные ниже действия шаг за шагом, мы создадим простейшую схему, не вдаваясь в подробности, связанные с ее модификацией, и используя при этом только “стандартные” возможности комплекса. Наша цель - освоить принципы управления.

Операции синтеза расчетной схемы и анализа результатов расчета реализованы в единой графической среде (рис.1). Расположение элементов управления и собственно управление комплексом в окнах этих режимов одинаково. Отличается только набор функций.

Ввод параметров расчётной схемы

Рис.1.2.1. Диалоговое окно  Выбор конфигурации рамы

Рис.1.2.2. Диалоговое окно  Задание параметров регулярной рамы

Установим курсор на закладке Схема и нажмем левую кнопку мыши.  В поле инструментальной панели находятся кнопки создания различного вида расчётных схем. Нажмём на первую из них - Генерация прототипа рамы.

  кнопка Генерация прототипа рамы.

На экран выводится диалоговое окно выбора конфигурации рамы (рис.1.2.1).

Для назначения прототипа рамы достаточно указать курсором на пиктограмму с изображением прототипа (или на кнопку справа от него) и нажать левую кнопку мыши.

В начальном состоянии активна кнопка выбора многоэтажной многопролетной рамы. Подтвердим выбор нажатием на ОК.

В появившемся диалоговом окне Задание параметров регулярной рамы (рис. 1.2.2) выполняется ввод геометрических размеров рамы, назначаются жесткости элементов и накладываются связи в узлах. Для ввода размеров используются две таблицы:  левая - для описания пролетов и правая  - для описания этажей.

Рис. 1.2.3. Расчётная схема

В качестве учебной схемы воспользуемся примером, приведенным на рис. 1.2.3. Введем в таблицу описания пролётов - три пролета по 6 метров, а в таблицу описания этажей - двенадцать этажей по 4 метра и один этаж высотой 2.8 м (рис.1.2.2).

После ввода геометрических параметров рамы можно задать связи в узлах (закрепить схему), описать жесткостные характеристики элементов, а также установить тип конечных элементов. Для задания связей воспользуемся набором кнопок, установленных в правой части диалогового окна. Активизируем кнопки X, Z и Uz, что соответствует назначению связей по соответствующим направлениям. Для ввода жесткостных характеристик колонн и ригелей служат кнопки Колонны и Ригели, а для назначения типов элементов -  кнопка Назначение типа КЭ.

Работа с таблицами

Для ввода табличной информации в диалоговых окнах используются универсальные таблицы. При вводе числовых данных в таблицы следует придерживаться следующих правил:

· разделителем дробной и целой части числа является точка;

· при вводе чисел с плавующей запятой можно пользоваться экспоненциальной формой представления, например 3е-5;

· после завершения ввода числа следует нажать клавишу Enter, после чего поле ввода перейдет к следующей ячейке таблицы;

· в тех случаях, когда в диалоговом окне для ввода используются две таблицы (рис. 1.2.2), переход к следующей таблице выполняется нажатием на клавишу табуляции - Tab;

· введенную в таблицу информацию можно запомнить в системном буфере (clipboard), для этого следует выделить строки с сохраняемой информацией и нажать клавиши Ctrl+Ins;

· информация в таблицу может быть перенесена из системного буфера, для этого нужно выделить строки, в которые вводится информация, и нажать клавиши Shift+Ins;

· для удаления строки из таблицы следует выполнить следующие операции:

· выделить строки таблицы, следующие за удаляемой строкой;

· запомнить эти строки в системном буфере;

· выделить удаляемую строку и строки таблицы, следующие за ней;

· переписать на место выделенных строк информацию из системного буфера;

· обнулить последнюю строку.

· для ввода новых строк в таблицу следует скопировать строки, следующие за новой строкой, в системный буфер, заменить данные в ранее введенных строках на новые и ввести с новой позиции информацию из системного буфера.

Для выделения строки таблицы достаточно установить курсор на номер нужной строки и нажать на левую кнопку мыши. Если необходимо выделить несколько строк, то, не отпуская левую кнопку мыши, следует “протянуть” курсор по номерам отмечаемых строк.

Ввод жесткостных характеристик элементов

Рис. 1.2.4. Диалоговое окно   Жёсткости стержневых элементов

Рис. 1.2.5. Страница  Параметрические сечения

При задании параметров рамы предполагается, что введенные значения жесткостных характеристик колонн назначаются всем колоннам. Аналогично назначаются жесткости всем ригелям. Для ввода жесткостных характеристик колонн нажмем на кнопку Колонны и выполним операции назначения в появившемся многостраничном диалоговом окне Жёсткости стержневых элементов (рис. 1.2.4). На первой странице этого окна (она называется Выбор типа жёсткости) следует активизировать опцию Параметрические сечения, т.е. жесткостные характеристики элементов будут вычисляться автоматически в зависимости от формы и размеров заданного сечения. После этого укажем на закладку Параметрические сечения и зададим характеристики сечения колонн (рис. 1.2.5).

Порядок работы на этой странице следующий:

· из списка Материал выбрать марку бетона, например, В15;

· нажать на кнопку с изображением сечения колонны, в данном случае - прямоугольник;

· ввести размеры сечения в полях ввода;

· для контроля введенных данных нажать кнопку Контроль;

· если назначения корректны - нажать кнопку ОК (окно закрывается);

После выполнения последней операции управление вновь перейдет к диалоговому окну задания параметров рамы (рис. 1.2.2). Нажмем на кнопку Ригели и выполним описанные выше действия для назначения жесткостных характеристик ригелей. Обратите внимание на рис. 1.2.3 - ригели, в отличие от колонн, имеют тавровое сечение.

Назначение типа конечных элементов

Рис. 1.2.6. Диалоговое окно  Назначение типа элемента

При генерации рамы для всех элементов автоматически устанавливается тип 10 - универсальный стержень. Для смены типа элемента нажмем на кнопку Назначение типа КЭ и в появившемся диалоговом окне (рис. 1.2.6) выберем необходимый тип. В нашем случае - тип 2 (стержень плоской рамы).

При назначении типа элемента обратите внимание на информацию, помещаемую слева от пиктограммы с изображением элемента.

После установки типа элемента нажмем на кнопку ОК и вернемся в диалоговое окно Задание параметров регулярной рамы

Генерация схемы

Рис. 1.2.7. Расчётная схема рамы

Так как все параметры рамы определены, то после нажатия на кнопку ОК выполняется генерация расчетной схемы. Здесь следует отметить, что процесс генерации, т.е. запись всех данных о расчетной схеме в память, занимает некоторое время (3 - 4 секунды) и нам следует подождать, пока созданная нами схема не появится на экране (рис.1.2.7).

После того, как схема создана, можно воспользоваться фильтрами управления отображением и получить информацию о номерах узлов и элементов, типах жесткости и типах элементов. Для этого следует активизировать соответствующие кнопки на панели фильтров, показанные ниже.

- Номера элементов

- Типы элементов

- Связи

- Номера узлов

- Типы жесткости

- Отображение узлов

Очевидно, что, если нажать все кнопки одновременно, то информации на схеме может оказаться слишком много для зрительного анализа. Удобнее выводить информацию одного вида. При нажатии кнопки фильтров (она как бы “утапливается”) соответствующая ей информация выводится на экран. Повторным нажатием  кнопка “отжимается” и информация скрывается.

На рис. 1.2.7 приведена полученная расчетная схема с отображением на ней меток узлов, номеров узлов и мест установки связей.

В результате проделанной работы сформирована расчётная схема, заданы связи в узлах, назначены типы конечных элементов и их жёсткостные характеристики. Для того, чтобы выполнить расчёт, осталось задать нагрузки.

Выбор элементов

Рис. 1.2.8. Диалоговое окно

Выбор узлов и элементов

Прежде чем перейти к описанию функций задания нагрузок, рассмотрим вопросы выбора объектов на схеме. Операции назначения каких-либо параметров узлам или элементам (в рассматриваемом случае - значений нагрузки) выполняются только для выбранных объектов. Выбрать - это значит указать курсором на объект и нажать на левую кнопку мыши, после чего объект маркируется красным цветом.

По умолчанию активным является курсор для выбора одного узла или элемента - перекрестье с мишенью. Для указания элементов, к которым прикладывается нагрузка, можно воспользоваться и им. Но в этом случае следует последовательно выбрать каждый элемент. Если параметры назначаются одновременно нескольким элементам, то удобнее воспользоваться одним из курсоров с рамкой - прямоугольной или полигональной. Переключение на курсор другого вида выполняется в диалоговом окне Выбор узлов и элементов (рис. 1.2.8). Это окно вызывается нажатием на правую кнопку мыши в рабочем поле. Кроме назначения вида курсора в этом окне можно установить и правила выбора объектов в зависимости от их положения в схеме.

Более подробно работа с этим окном описана в разделе 7, а в нашем случае удобно придерживаться следующего порядка действий:

· нажать на правую кнопку мыши при положении курсора в рабочем поле;

· с помощью кнопок группы Выбор стержней назначить ориентацию выбираемых стержневых элементов (например, расположенных вертикально);

· нажать на кнопку с изображением курсора - прямоугольной рамки.

В результате окно закроется и на экране появится выбранный курсор. Так как была нажата кнопка Вертикальные элементы, то при захвате рамкой всей схемы выбраны будут только колонны. При активной кнопке Горизонтальные элементы выбираются только ригели. При использовании курсоров-рамок выбираются только те элементы, все узлы которых попали в рамку.

При повторном указании на выбранный объект признак выбора отменяется.

Задание нагрузок

Управление функциями задания нагрузок выполняется в разделе Загружения инструментальной панели (рис. 1.2.9).

Рис. 1.2.9.

Режим задания нагрузок включает ряд функций, обеспечивающих автоматическое формирование собственного веса конструкции, задание динамических и статических нагрузок различного вида на узлы и элементы схемы, сохранение назначенных нагрузок в виде схем загружений или групп нагрузок.

Нагрузки на учебную расчетную схему зададим в виде двух загружений:

Загружение 1 - описывает постоянную нагрузку на перекрытиях и покрытиях и собственный вес колонн, которые задаются как равномерно распределенная нагрузка на ригели - 4.36 т/м и равномерно распределенная нагрузка на колонны - 0.66 т/м. Нагрузки задаются по направлению оси Z общей системы координат;

Загружение 2 - описывает временную с пониженным нормативным значением нагрузку. Задается аналогично загружению 1, но с другими значениями нагрузок - соответственно 3.57 и 0.54 т/м.

Для задания этих нагрузок воспользуемся следующими кнопками инструментальной панели:

- ввод нагрузок на стержневые элементы;

- очистка текущего загружения или группы;

- запись загружения.

Рис. 1.2.10. Диалоговое окно   Задание местных нагрузок на стержневые элементы

Рис. 1.2.11. Отображение нагрузок на фрагменте расчетной схемы

Для ввода нагрузок необходимо выполнить следующий набор операций:

· нажать кнопку задания нагрузок на стержневые элементы и назначить в появившемся диалоговом окне (рис. 1.2.10)  вид, направление и значение первой нагрузки;

· нажать кнопку ОК в диалоговом окне;

· выбрать на схеме элементы, которым назначается нагрузка;

· нажать кнопку в инструментальной панели режима Загружения;

· повторить описанные выше действия для второго вида нагрузки первого загружения.

Если активизировать фильтр отображения распределенных нагрузок , то введенные нагрузки будут показаны на расчетной схеме. При включенном фильтре визуализации значений нагрузки  рядом с нагрузкой будет показано ее значение.

Фрагмент расчетной схемы с отображением заданных нагрузок показан на рис. 1.2.11.

Для записи загружения надо нажать на кнопку в инструментальной панели. В диалоговом окне Сохранить загружение ввести имя загружения и нажать на кнопку ОК. Ввод имени не является обязательным, но эта информация позволит лучше ориентироваться при анализе исходных данных и результатов расчета. Номер загружению будет присвоен автоматически (с согласия пользователя), о чем будет сообщено в специальном окне.

Перед тем, как ввести следующее загружение, воспользуйтесь операцией - очистка текущего загружения. При её выполнении происходит очистка схемы от нагрузок текущего загружения. После этого можно готовить новое загружение. Если при записи загружения ему присвоить номер ранее созданного, то оно будет записано вместо него.

После завершения ввода текущего загружения его необходимо сохранить , т.е. записать в проект.

Если эту операцию не выполнить, то загружение не будет учтено при выполнении расчёта.

Расчёт

Рис. 1.2.12. Фрагмент дерева проекта

     

Рис. 1.2.13. Окно  Процессора.

Введенных данных достаточно, чтобы выполнить расчёт “учебной” схемы. Для этого нам необходимо вернуться в Дерево проекта. Активизируем закладку Управление в инструментальной панели и нажмем на кнопку Выйти в экран управления проектом (дерево проекта).

- Переход в дерево проекта.

В группе функций Расчёт установим курсор в позицию Линейный и нажмем левую кнопку мыши. Если позиция Линейный имеет вид (“выполнение невозможно”), то расчёт недоступен (рис. 1.2.12). Причиной этого, как правило, является полное или частичное отсутствие обязательных исходных данных. К ним относятся: нагрузки, жесткостные характеристики и, конечно, описание геометрии расчётной схемы. В тех случаях, когда данные отсутствуют или заданы не для всех элементов схемы (последнее касается жесткостей), пиктограмма  соответствующей ветви дерева в разделе Расчетная схема содержит вопросительный знак . Если функция недоступна (например, назначение комбинаций загружений до ввода самих загружений), то ее пиктограмма в дереве включает знак  “выполнение невозможно” - . Все доступные на текущем шаге работы функции помечаются пиктограммой “действие доступно” - .

Рекомендуем перед выполнением расчета “пройтись” по дереву и убедиться в том, что все исходные данные, которые необходимо задать для расчёта, действительно введены и попали в проект. В противном случае нужно вернуться к соответствующей функции подготовки данных и ввести недостающую информацию.  

Так как нами создана новая схема, то перед выполнением расчета автоматически выполняется операция сохранения проекта.

Не будем подробно останавливаться на функциях управления расчётом (они рассматриваются в разделе 6). Дождемся сообщения о том, что процессор (рис. 1.2.13) завершил расчёт и перейдем к анализу результатов.

Графический анализ результатов расчёта

После завершения расчёта и указания на кнопку

Выход в окне процессора управление передается Дереву проекта. Если расчет завершился успешно, а мы надеемся на такой результат, т.к. неоднократно считали “учебную” задачу, то следующим шагом будет графический анализ полученного решения. Установим курсор в позицию Графический анализ раздела Результаты дерева проектов и нажмем левую кнопку мыши.

Рис.1.2.14. Окно SCAD в режиме графического анализа результатов

При этом активизируется окно постпроцессора (рис. 1.2.14), инструментальная панель которого включает различные  функции отображения результатов расчёта.

Анализ перемещений

Анализ перемещений выполняется с помощью функций раздела Деформации (рис. 1.2.15). Для анализа перемещений необходимо выполнить следующие операции:

· активизировать режим анализа перемещений (закладка Деформации);

· выбрать в списке загружение;

· выбрать направление перемещения;

· нажать на одну из кнопок функций отображения результатов.

Рис. 1.2.15. Инструментальная панель режима анализа перемещений (Деформации)

Набор функций отображения позволяет получить различные формы представления результатов расчета  перемещений. Каждой форме соответствует кнопка в инструментальной панели. При анализе перемещений от статических загружений в стержневых конструкциях можно воспользоваться следующими кнопками:

 - вывод деформированной схемы на фоне исходной;

 - вывод деформированной схемы;

 - вывод значений перемещений в узлах;

 - цветовая индикация значений перемещений в узлах;

 - восстановление исходного отображения схемы.

Анализ усилий

Вы, наверное, уже обратили внимание, что независимо от режима в комплексе сохраняется преемственность функций управления. В связи с этим не будем подробно останавливаться на анализе результатов расчета усилий, а только рассмотрим инструментальную панель раздела Эпюры усилий (рис. 1.2.16).

Рис. 1.2.16. Инструментальная панель режима анализа усилий

В этом режиме можно воспользоваться следующими кнопками:

- вывод эпюр;

- цветовая индикация максимальных положительных значений заданного фактора;

- цветовая индикация максимальных отрицательных значений заданного фактора.

Печать результатов

Рис. 1.2.17. Диалоговое окно Оформление результатов расчёта

      

Рис. 1.2.18. Представление таблицы результатов в редакторе WordPad

В комплексе реализованы различные функции табличного представления результатов. В простейшем случае вывод информации на печать может выполняться в форматах редактора WordPad (Write), который поставляется вместе с Windows 95. Для того, чтобы распечатать результаты расчета, следует перейти в Дерево и активизировать позицию Печать таблиц раздела Результаты

. В диалоговом окне Оформление результатов расчета (рис. 1.2.17) выбираем раздел, например, Перемещения и активизируем его. Здесь следует обращать внимание на условные обозначения, стоящие рядом с наименованием раздела. Знаком “минус” отмечаются разделы, по которым результаты отсутствуют, значок в виде компьютера показывает, что в результате расчёта получена информация по данному разделу, а значок в виде принтера показывает, что формирование таблиц результатов выполнено, и их можно просмотреть и распечатать.

Если вы хотите распечатать часть результатов, например, перемещения только для указанных узлов, то первой следует нажать кнопку Параметры вывода и выполнить настройку на нужные параметры.

С помощью кнопки Формирование документа выполняются операции формирования таблиц. Эту кнопку нажимаем второй.

После того, как рядом с выбранным разделом результатов появится значок “принтер”, можно нажимать на кнопку Просмотр результатов, вызывая тем самым текстовый редактор WordPad с таблицами результатов. Чтобы редактор вызывался автоматически, необходимо выполнить назначение его вида и пути в разделе Настройка графической среды меню Опции.

Следует отметить, что существенным фактором, влияющим на представление результатов в таблицах, является выбор шрифта (Font). Удобочитаемый вид таблиц обеспечивает шрифт Courier  (Cyrillic) или Courier New (Cyrillic), в которых все буквы и цифры имеют одинаковую ширину (т.н. непропорциональный шрифт).

Первое послесловие

В разделе SCAD магистры прошли весь путь по комплексу SCAD от начала формирования расчётной схемы до вывода результатов расчёта. Конечно, это самый короткий из всех возможных маршрутов и большинство функций осталось вне нашего внимания. Но мы надеемся, что цель достигнута и общие принципы работы с комплексом понятны.

Активизация любых функций комплекса вполняется из Дерева проекта. При подготовке исходных данных большинство операций выполняется в следующей последовательности:

· указанием на закладку установить необходимый раздел в инструментальной панели;

· нажать на кнопку с пиктограммой выполняемой операции;

· если для выполнения операции требуется дополнительная информация, то заполнить данные в появившемся диалоговом окне;

· выбрать нужные узлы или элементы;

· нажать на кнопку ОК в разделе инструментальной панели, соответствующем выбранной операции.

Для “мгновенного” отображения результатов работы можно включить соответствующий фильтр. Это позволяет контролировать процесс ввода и оперативно вносить изменения в выполняемые действия.

При графическом анализе результатов рекомендуется придерживаться следующей последовательности действий:

· указанием мыши на закладку установить раздел инструментальной панели с интересующей информацией (Деформации, Эпюры усилий, Поля напряжений);

·  выбрать нужное загружение;

· выбрать вид анализируемого фактора (направление перемещений или вид силового фактора) и форму графического представления результатов (деформированная схема, эпюры, изополя и т.п.).


  1.  Лабораторная работа 2. Специфика работы  с  подпрограммой «SCAD Office 11» ВеСТ.

Подпрограмма ВеСТ предназначена для выполнения расчётов, связанных с определением нагрузок и воздействий на строительные конструкции в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Кроме указанной функции ВеСТ играет роль справочника, с помощью которого можно уточнить некоторые фактические данные о районировании территории по нагрузкам и воздействиям или получить другие конкретные данные справочного характера см. рис. 2.2.1.

Рис. 2.2.1 Подпрограмма ВеСТ.

  1.  Лабораторная работа 3. Проверка сечений из металла проката по  подпрограмме Кристалл «SCAD Office 11».

Программа Кристалл предназначена для выполнения проверок элементов и соединений стальных конструкций на соответствие требованиям СНиП 11-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования" см. рис. 2.3.1.

Рис. 2.3.1. Подпрограмма Кристалл

В программе реализованы следующие режимы работы:

Стали - основной задачей является реализация рекомендаций СНиП по выбору марок стали. При этом учитывается подход, заложенный в проект нового СНиП. Кроме того, выдаются справки о соответствии классов стали по ГОСТ 27771-88 маркам стали по ГОСТ или ТУ, а также справочные данные о механических характеристиках.

Сортамент металлопроката - обеспечивает просмотр сортаментов металлопроката с выдачей всех характеристик профилей.

Болты - используется для просмотра сортамента болтов с указанием их класса.

Предельные гибкости - просмотр рекомендаций СНиП 11-23-81 * по назначению предельных гибкостей.

Коэффициенты условий работы -

просмотр и выбор значений коэффициентов условий работы элементов по рекомендациям СНиП 11-23-81*.

Огибающие - определяются невыгодные сочетания многих нагрузок, которые действуют на изгибаемые элементы, строятся огибающие эпюры моментов и поперечных сил.

Геометрические характеристики - вычисляются все геометрические характеристики поперечного сечения (включая секториальные моменты инерции).

Расчетные длины - реализованы рекомендации из табл. 11, 12,13* и 17, а СНиП 11-23-81* и из Еврокода-3. В результате работы можно получить значения коэффициента расчётной длины.

Сопротивление сечений - определяются коэффициенты использования ограничений для любого из предусмотренных программой типов поперечных сечений при действии произвольных усилий. Кроме того, строятся кривые взаимодействия для любых допустимых комбинаций пар усилий.

Болтовые соединения - для различных конструктивных решений болтовых соединений определяются коэффициенты использования ограничений и строятся кривые взаимодействия допустимых комбинаций пар усилий.

Фрикционные соединения - аналогичен предыдущему режиму, но с другим набором конструктивных решений на основе использования высокопрочных болтов с контролируемым натяжением.

Сварные соединения - для различных конструктивных решений сварных соединений коэффициенты использования ограничений и строятся кривые взаимодействия допустимых комбинаций пар усилий.

Автоматизация и оптимизация проектных работ в промышленном и гражданском строительстве

Местная устойчивость - проверка местной устойчивости стенок и поясных листов, изгибаемых и сжатых элементов, при этом не рассматриваются подкрановые балки, а также балки со стенкой, подкрепленной продольными ребрами.

Элементы ферм - реализуются все необходимые проверки элементов ферм на прочность, устойчивость и предельную гибкость для схем конструкций, наиболее часто используемых на практике. Определяются расчетные значения усилий и их сочетаний от задаваемых вертикальных внешних нагрузок. Предусмотрен подбор сечений.

Валки - ориентирован на анализ и проектирование сварных и прокатных балок с различными условиями опирания.

Стойки - режим аналогичен предыдущему, но ориентирован на анализ и проектирование колонн и стоек различного поперечного сечения.

Опорные плиты - рассматриваются пластины, составляющие базу колонны, при различных вариантах их окаймления ребрами.

Неразрезные балки - режим аналогичен режиму Балки.

2.4. Лабораторная работа 4. Проектирование и расчёт узлов стальных конструкций по  подпрограмме Комета «SCAD Office 11».

Программа Комета предназначена для расчёта и проектирования узлов стальных конструкций зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве см. рис. 2.4.1. В программе реализован подход, в котором при проектировании используется набор параметризованных конструктивных решений узлов (прототипов). В процессе проектирования параметры прототипов изменяются в зависимости от заданных условий применения (усилий, материала и т.п.) и установленных норм проектирования.

Рис. 2.4.1. Подпрограмма Комета.

При работе с программой имеется возможность выбора:

-    Норм проектирования (СНиП, Eurocode или др.), которым должна соответствовать конструкция;

-    Сортамента металлопроката (СНГ, Eurocode и др.), из которого проектируются элементы узла;

-    Единиц измерения (см. или дюймы, килограммы или ньютоны и т.д.), которые используются для задания исходной информации и описания результатов;

-    Языка (русский, английский, французский), на котором ведётся работа и оформляются результаты;

В предлагаемую версию программы вошли различные прототипы узлов, включая:

-     Жёсткие, шарнирные и полужёсткие примыкания балок к колонне;

-      Шарнирные базы колонн;

-     Жесткие базы колонн без рёбер, с ребрами и с траверсами;

-     Стыки балок на болтах и фланцевые соединения.

Примыкания двутавровых балок к колонне реализованы в виде сварных и фланцевых соединений на обычных и высокопрочных болтах.

Примыкания могут быть горизонтальные и наклонные, с вутами и без них, с учётом усиления колонны и без усиления.

Широкий выбор баз для центрально-сжатых и внецентренно-сжатых сплошностенчатых колонн позволяет не только быстро запроектировать необходимый узел, но и получить рациональное техническое решение проекта.

Включенные в программу прототипы стыков балок позволяют выполнить расчёт и проектирование стыка на высокопрочных болтах с использованием накладок или фланцев, с учетом усиления или без усиления, как в одной плоскости, так и под углом.


  1.  Лабораторная работа 5. Расчёт элементов каменных  и армокаменных конструкций по  подпрограмме КАМИН «SCAD Office 11».

Программа КАМИН предназначена для проверок несущей способности конструктивных элементов каменных и армокаменных конструкций в соответствии с требованиями СНиП 11-22-81 и документов, выпущенных в развитие и дополнение этих норм см. рис. 2.4.1.

В состав проверяемых элементов включены центрально и внецентренно нагруженные столбы различного поперечного сечения в плане, рядовые, клинчатые и арочные перемычки, наружные и внутренние стены здания с проёмами и без проёмов, стены подвалов.

Кроме проверки общей прочности и устойчивости элементов выполняется экспертиза местной прочности в местах опирания балок, прогонов и других элементов на стены и столбы.

Рис. 2.5.1. Подпрограмма КАМИН.

Проверки выполняются как для неповрежденных конструктивных элементов, так и для элементов, имеющих трещины в каменной кладке и огневые повреждения вследствие воздействия температуры (например, в результате пожара). При проверках поврежденных конструкций использован документ "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий сооружений. ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Госстроя СССР".

Также проверяется несущая способность центрально и внецентренно нагруженных элементов, усиленных стальными обоймами, и стен, ослабленных дополнительно образованными проёмами.

Режимы работы программы можно условно разделить на четыре группы, в трёх из них выполняется экспертиза (Каменные конструкции, Армокаменные конструкции, Реконструируемые конструкции), а четвёртая - является справочной (Справочная информация).


  1.  Лабораторная работа 6. Анализ результатов армирования бетонных элементов и конструкций по программе АРБАТ «SCAD Office 11».

Программа «АРБАТ» предназначена для подбора новой и проверки существующей арматуры в элементах железобетонных конструкций (неразрезные балки и колонны), а также для вычисления прогибов в железобетонных балках см. рис. 2.6.1.  Расчёт выполняется по предельным состояниям первой и второй группы для расчётных сочетаний усилий.

Рис. 2.6.1. Подпрограмма АРБАТ.

Подбор и проверки выполняются для железобетонных конструкций из тяжёлого, мелкозернистого и легкого бетонов с применением арматурной стали класса А-1, А-II, А-III, А-IV, А-V, АVI, А400С, А500С, а также арматурной проволоки класса ВР-1.

Кроме указанных функций АРБАТ выполняет в определенной степени и роль справочника, с помощью которого можно уточнить некоторые данные относительно сортамента и характеристик арматуры, нормативного и расчетного сопротивления, а также коэффициентов условий работы бетона.


  1.  Лабораторная работа 7. Проектирование железобетонных ребристых перекрытий по программе Монолит «SCAD Office 11»

Программа Монолит предназначена для проектирования железобетонных монолитных ребристых перекрытий, образованных системой плит и балок, опирающихся на колонны и (или) стены см. рис. 2.7.1.

Система разработана в соответствии с требованиями действующих норм (СНиП 2.03.01-84*. «Бетонные и железобетонные конструкции», ГОСТ 21.501 - 93 (ДСТУ Б А.2.4-7-95). Система проектной документации для строительства. «Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей», ГОСТ 21.101 - 97 (ДСТУ Б А.2.4-4-99). Система проектной документации для строительства. «Основные требования к проектной и рабочей документации»).

Рис. 2.7.1. Подпрограмма Монолит.

  1.  Лабораторная работа 8. Расчёт элементов деревянных конструкций по программе ДЕКОР «SCAD Office 11».

Программа ДЕКОР предназначена для выполнения расчётов и проверок элементов деревянных конструкций на соответствие требованиям СНиП II-25-80*. Кроме того, в программе предусмотрена возможность получения справочных данных, наиболее часто используемых при проектировании деревянных конструкций. Реализованные в программе расчётные и информационные режимы объединены в две группы - Информация и Расчёт см.рис. 2.8.1.


Рис. 2.8.1. Подпрограмма ДЕКОР.

 

Группа Информация включает следующие разделы:

Предельные прогибы и деформации - приведены данные по предельным прогибам элементов деревянных конструкций различного назначения, а также величины предельных деформаций соединений;

Плотности - данные по плотности древесины различной породы при различных условиях эксплуатации;

Сортамент древесины - данные по пиломатериалам хвойных пород (ГОСТ 24454-80);

Расчётные сопротивления - определяются расчетные сопротивления элементов деревянных конструкций в зависимости от условий эксплуатации, породы древесины и др. факторов;

Древесина - приводятся данные о максимально допустимой влажности древесины, а также типы и марки требуемых клеев (для клееной древесины);

Предельные гибкости - определяется предельная гибкость для различного вида элементов деревянных конструкций.

Группа Расчёт включает режимы:

Геометрические характеристики - определяются геометрические характеристики деревянных сечений трех видов - прямоугольного, круглого и двутавра;

Расчётные длины - вычисляются расчётные длины для отдельно стоящих колонн и стоек,

Сопротивление соединений - определяется несущая способность соединений из различных сортов древесины на врубках или нагелях;

Сопротивление сечений – анализ несущей способности сечений из клееной и неклеёной древесины;

Неразрезные прогоны и Консольно - балочные прогоны - проверка прогонов различного вида прямоугольного и круглого сечений из клееной и неклеёной древесины по прочности, устойчивости и прогибу;

Балки - проверка обычных и двускатных балок по прочности, устойчивости и прогибу;

Стойки - реализован весь комплекс проверок конструкции стоек и колонн по прочности, устойчивости и предельной гибкости;

Элемент фермы - анализ несущей способности элементов фермы по гибкости, прочности и устойчивости;

Фермы - расчёт и проверка ферм различной конфигурации по прочности, устойчивости и гибкости.


  1.  Лабораторная работа 9. Расчёт элементов оснований и фундаментов по программе ЗАПРОС «SCAD Office 11».

Программа ЗАПРОС предназначена для выполнения расчётов и проверок элементов оснований и фундаментов на соответствие требованиям СНиП 2.02.01 -83*, СП 50-101-2004, СНиП 2.02.03-85 и СП 50-102-2003. Кроме того, в программе предусмотрена возможность получения справочных данных, наиболее часто используемых при проектировании оснований и фундаментов. Реализованные в программе расчётные и информационные функции объединены в группы по следующим разделам: Фундаменты, Сваи, Полевые испытания свай, Информация.

В разделе Фундаменты выполняются расчёты столбчатых и ленточных фундаментов, а также жёстких плит.

Рис. 2.9.1. Подпрограмма ЗАПРОС.

В разделе Сваи рассчитывается: несущая способность сваи, коэффициент запаса устойчивости основания, а также ряд других характеристик сваи.

Раздел Полевые испытания свай включает расчеты на определение несущей способности свай по результатам их испытаний.

Справочные режимы обеспечивают просмотр данных, необходимых для подобных расчётов, например таких как: предельные значений относительной разности осадок, крена и средней или максимальной осадки для сооружений различного типа.


Приложение №1

Описание обучающих примеров расчёта и проектирования

конструкций, зданий и сооружений в ПК ЛИРА,

применяемых магистрантами в лабораторных работах

второго семестра.

PAGE 30


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35294. Мышцы губ, их подвижность, значение в артикуляции, иннервация 15.09 KB
  В области скул выделяют большую и малую скуловые мышцы. Обе мышцы сдвигают уголки рта вверх и в стороны. Точка начала располагается на скуловой кости и верхней челюсти. В месте крепления мышцы переплетаются с круговой мышцей рта и врастают в кожу угла рта.
35295. Три типа строения сосцевидного отростка. Антрит, мастоидит. Характер нарушения слуха при этих заболеваниях у детей 15.15 KB
  Мастоидит — воспаление слизистой выстилки пещеры (антрума) и ячеистых структур сосцевидного отростка височной кости. Развивается вследствие распространения инфекции на ячейки. Воспаление приводит к разрушению костных структур.
35296. Тема: Управління теками файлами і ярликами Мета: придбати уміння і навик роботи з теками і файлами а також с. 38 KB
  Відкрити вікно теки диска D: і створити в ній скажімо теку Petrenko букви латинські; 1 Відкрили диск D: і створили теку Petrenko. 2 Створити теку через FR натиснувши F7. Перейменувати теку Petrenko в теку Петренко букви кирилиці; 1 Перейменували теку Petrenko в теку Петренко натиснувши F2. 2 Виділити теку і відкривши контекстне меню натиснути перейменувати.
35297. Тема. Побудова багаточлена Лагранжа. 220.5 KB
  Побудова багаточлена Лагранжа. Навчитися будувати багаточлен Лагранжа скласти алгоритм. Індивідуальне завдання Знайти наближене значення функції при даному значенні аргументу за допомогою інтерполяційного багаточлена Лагранжа. Що називають вузлами інтерполяції і як вони Яка ідея методу інтерполяції за допомогою багаточлена Лагранжа.
35298. Тема. Знаходження коренів нелінійного рівняння методом хорд. 86.5 KB
  Знаходження коренів нелінійного рівняння методом хорд. навчитися відокремлювати корені рівняння графічно та уточнювати методом хорд. Індивідуальне завдання: Відокремити корінь 1 – ого рівняння графічно а 2 – ого аналітично та уточнити його методом хорд з точністю 0001. 1ше рівняння 2ге рівняння Контрольні питання: В яких випадках виникає необхідність застосовувати наближені способи вирішення рівняннь Скільки етапів вирішення рівняння наближеними методами Як відокремити корені графічно В чому суть методу хорд ...
35299. Методики исследования слуха (шепотной, разговорной речью, камертонами). Аудиометрия – пороговая, тональная и надпороговая (ФУНГ) 15.46 KB
  Тест Швабаха — камертон помещается на сосцевидный отросток. При патологии внутреннего уха и n.vestibularis время костной проводимости уменьшено или равно 0. При поражении среднего уха время костной проводимости увеличивается.
35302. Скелетные мышцы гортани. Иннервация и функции. Возрастные особенности гортани 15.06 KB
  Мышцы гортани приводя в движение хрящи гортани, изменяют ширину ее полости и голосовой щели, ограниченной голосовыми связками, а также напряжение голосовых связок.