4186
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И.А. Самохвалов
САПР В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ЧАСТЬ 1
Учебно-методическое пособие
по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве»
для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образова-ния
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
И.А. Самохвалов
САПР В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ЧАСТЬ 1
Учебно-методическое пособие
по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве»
для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
УДК 624.014.2:004.89(075.8)
Самохвалов, И. А. САПР в строительстве. Часть I : учебно-методическое пособие / И. А. Самохвалов ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 7 с. : ил. – Текст : электронный.
Приведены рекомендации по изучению вопросов конечно-элементного моделирования стальных конструкций при выполнении лабораторных работ. Приведены основные особенности выполнения лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве», изложены основные вопросы и положения создания конечно-элементных моделей различных стальных конструкций в программном комплексе SCAD, задания нагрузок на КЭ-модель, определения и выбора усилий по результатам расчета.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения лабораторных работ по направлению 08.03.01 Строительство направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство.
© И.А. Самохвалов, 2022 © ННГАСУ, 2022.
3
Введение.
При выполнении лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве» студент направления 08.03.01 Строительство направленности (профиля) Промышленное и гражданское строительство должен согласно индивидуальным заданиям выполнить расчет конечно-элементных моделей различный стальных конструкций с помощью программного комплекса SCAD.
Выполнив лабораторные работы, студент должен обладать следующими навыками: а) создавать конечно-элементную модель в среде ПК SCAD;
б) назначать жесткости элементам модели в среде ПК SCAD; в) назначать связи в узлах модели в среде ПК SCAD;
г) назначать шарниры элементам модели в среде ПК SCAD;
д) задавать нагрузки на узлы и элементы модели в среде ПК SCAD;
е) задавать условия для расчета РСН и РСУ модели в среде ПК SCAD;
ж) производить выбор усилий для расчета элементов по результатам расчета модели рамы в среде ПК SCAD;
з) определять опорные реакции модели в среде ПК SCAD;
и) выполнять подбор и проверки сечений элементов в программе-сателлите КРИСТАЛЛ.
Изучению курса систем автоматизированного проектирования и расчета металлических конструкций должно предшествовать изучение следующих дисциплин: металлические конструкции, сопротивление материалов; строительная механика; проходит одновременно с изучением курса металлических конструкций производственных зданий.
Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей кафедры строительных конструкций ННГАСУ в помощь при проведении лабораторных работ и студентов 3 курса (6-ой семестр) ННГАСУ в помощь при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве», на которые преподавателю в соответствии с действующим учебным планом выделено 32 академических часа на дисциплину на группу в 6-м семестре.
В учебно-методическом пособии изложены основные рекомендации для преподавателей и студентов при выполнении лабораторных работ по следующему плану:
СЕМЕСТР №6 Раздел 1: Теоретические основы САПР стальных каркасов.
Раздел 2: Моделирование и расчет металлической балки. Определение усилий и прогибов.
Раздел 3: Моделирование и расчет металлической рамы.
Раздел 4: Моделирование и расчет металлической рамы промышленного здания. Раздел 5: Моделирование и расчет металлической арки.
4
Раздел 1. Теоретические основы САПР стальных каркасов
Вводное занятие. Преподаватель знакомит студентов с перечнем систем для разработки проектной документации, нормативной базой по оформлению документов.
Читает теоретические основы моделирования и расчета конструкций в программных комплексах, основанных на методе конечных элементов.
Раздел 2: Моделирование и расчет металлической балки. Определение усилий и прогибов.
Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования металлических балок в программе SCAD.
На основе примера формируется конечно элементная модель:
1)Задание геометрии модели.
2)Сбор нагрузок.
3)Подготовка данных для расчета модели.
Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение проги-
бов.
Оформляется отчет.
Раздел 3: Моделирование и расчет металлической рамы.
Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования рамы, основанной на законах строительной механики в программе SCAD.
На основе примера формируется конечно элементная модель:
1)Задание геометрии пространственной модели.
2)Сбор нагрузок.
3)Подготовка данных для статического расчета модели.
Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение их неблагоприятных сочетаний.
Выполняется расчет элементов в программе-сателлите «Кристалл». Оформляется отчет.
Раздел 4: Моделирование и расчет металлической рамы промышленного зда-
ния.
Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования конструкций промышленных зданий и сооружений в программе
SCAD.
На основе примера формируется конечно элементная модель:
1)Задание геометрии пространственной модели.
2)Сбор нагрузок.
3)Подготовка данных для статического и динамического расчета модели. Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение их не-
благоприятных сочетаний.
5
Оформляется отчет.
Раздел 5: Моделирование и расчет металлической арки.
Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования конструкций большепролетных зданий и сооружений на примере металлической арки в программе SCAD.
На основе примера формируется конечно элементная модель:
1)Задание геометрии пространственной модели.
2)Сбор нагрузок.
3)Подготовка данных для статического и динамического расчета модели. Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение их не-
благоприятных сочетаний. Оформляется отчет.
Таким образом, основные вопросы, которые студент должен освоить при выполнении лабораторных работ, следующие:
1)выбор типа схемы;
2)выбор и назначение типа конечного элемента;
3)назначение связей в узлах;
4)назначение шарниров в элементах;
5)назначение жесткостей элементов.
6)когда и как правильно применять инструмент РСУ;
7)когда и как правильно применять инструмент РСН;
8)задание коэффициентов.
9)использование инструмента графического анализа для определения усилий от РСН;
10)использование инструмента документирование для определения усилий от РСУ и РСН;
11)принцип выбора усилий для разных элементов.
12)использование инструмента графического анализа для определения перемещений от РСН;
13)использование инструмента документирование для определения перемещений от РСУ и РСН.
6
Рекомендуемая литература
1.Металлические конструкции. В 3 томах. Том 2. Конструкции зданий : учебник для студентов вузов по специальности "Промышленное и гражданское строительство / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1999. – 528 с. : ил.
–ISBN 5-06-003538-7 (т.2). - ISBN 5-06-003444-5.
2.Металлические конструкции : учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по направлению "Строительство" / Ю. И. Кудишин, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева [и др.] ; под редакцией Ю. И. Кудишина. - 13-е изд., испр. - Москва : Академия, 2011. – 680 с. : ил., табл. - (Бакалавриат) (Высшее профессиональное образование. Строительство).
–ISBN 978-5-7695-8483-1. – URL:http://isi.sfu-kras.ru/sites/is.institute.sfu- kras.ru/files/Literatura_chast_1.pdf?ysclid=law8o29tw1168819740. – Текст : элек-
тронный.
3.ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2010 г. N 1059-ст : дата введения 2011-09-01. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200083899?ysclid=lauq44vp6i558028408. – Текст :
электронный.
4.СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия : актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* : пересмотр СП 20.13330.2011 : утвержден приказом Министерства
строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 3 декабря 2016 г. N 891/пр и введен в действие с 4 июня
2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456044318?ysclid=latmke9ojp716401178. – Текст :
электронный.
5.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23-81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст :
электронный.
6.SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD : учебное пособие для студентов по направлению 653500 "Строительство" / В. С. Карпиловский, Э.З. Криксунов, А.А. Маляренко [и др.]. - Москва : АСВ, 2007. - 592 с. : ил. - (Интегрир. система анализа конструкций Structure CAD). – ISBN 978-5-93093-289-1.
.
7
Самохвалов Иван Александрович
САПР В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. ЧАСТЬ 1
Учебно-методическое пособие
по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве»
для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru