1712
.pdf
е р и я в н у т р и в у з о в с к и х СибАДИм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И
Мин стерство науки высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
« ибирск й государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Строительные конструкции»
С.А. Макеев, . . лександров
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Методические указания к лабораторным работам
Омск ▪ 2019
УДК 624.011.1:624.011.78 ББК 38.55:38.56
М15
д-р техн. наук,
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензент
проф. И.Л. Чулкова (СибАДИ)
СибАДИРабота утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методическ х указан й.
Макеев, Сергей Александрович.
М15 Выч сл тельные методы в строительстве [Электронный ресурс] : методи-
ческие указан я к ла ораторным ра отам / С.А. Макеев, А.А. Александров. – (Серия
внутривузовск х метод ческих указаний СибАДИ). – Электрон. дан. – Омск : СибА-
ДИ, 2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для автор зованных пользователей.
Содержат задан я порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине «Вычислительные методы в строительстве». Способствуют более глубокому усвоению основных теоретических положений курса и развитию навыков расчета строительных конструкций на прочность и жесткость.
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.
Рекомендованы обучающимся очной формы обучения по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство высотных большепролетных зданий и сооружений».
Подготовлены на кафедре «Строительные конструкции».
Текстовое (символьное) издание (1,5 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Техническая подготовка В.С. Черкашина
Издание первое. Дата подписания к использованию 30.01.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5
РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
Лабораторнаяработа№ 1
ПОСТРОЕНИЕДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХУРАВНЕНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГОСОСТОЯНИЯЭЛЕМЕНТОВ КОН ТРУКЦИЙПРИРАСТЯЖЕНИИ-СЖАТИИ, ПОПЕРЕЧНОМИЗГИБЕ
Цель работы – Построение систем дифференциальных уравнений на- пряженно-деформированного состояния элементов конструкций при центральном растяжении-сжатии, поперечном изгибе; преобразование дифференциальных уравнен й в конечно-разностный вид; разработка системы граничных ус-
СибАДИКонтрольные вопросы к лабораторной работе № 1
ловий с реал зац |
ей алгоритмов интегрирования в среде Excel. |
|
Задан е |
сходные данные – создать и реализовать в Excel алгоритм |
|
интегр |
рован я с |
стемы: |
- |
2х д фференц альных уравнений НДС при центральном растяжении- |
|
сжатии элементов СК;
- 4х д фференц альных уравнений НДС при поперечном изгибе элемен-
тов СК.
Порядок выполнения ра оты – алгоритм построения дифференциальных уравнен й при разл чных режимах нагружения строительных конструкций, перевод уравнен й в конечно-разностный вид и алгоритм реализации процесса интегрирования по схеме Эйлера в табличном процессоре MS Excel
представлены в уче ном пособии «Статический расчет конструк ций численными методами» http://bek.sibadi.org/fulltext/esd391.pdf.
- Растяжение-сжатие. Уравнения равновесия. - Растяжение-сжатие. Уравнение деформаций.
- Растяжение-сжатие. Перевод дифференциальных уравнений в конечноразностный вид.
- Растяжение-сжатие. Граничные условия.
- Растяжение-сжатие. Реализация алгоритма интегрирования дифференциальных уравнений в Excel.
- Растяжение-сжатие. Реализация условий прочности жесткости. - Поперечный изгиб. Уравнения равновесия.
- Поперечный изгиб. Уравнение деформаций.
-Поперечный изгиб. Перевод дифференциальных уравнений в конечноразностный вид.
-Поперечный изгиб. Граничные условия.
-Поперечный изгиб. Реализация алгоритма интегрирования дифференциальных уравнений в Excel.
-Поперечный изгиб. Реализация условий прочности и жесткости.
-Поперечный изгиб. Прочность по касательным напряжениям.
-Поперечный изгиб. Реализация условий прочности и жесткости.
-Поперечный изгиб. Приведенные напряжения. Условие прочности.
3
Лабораторнаяработа№ 2
МОДЕЛИРОВАНИЕ БАЛОК
Цель работы – получить навыки и умение моделировать однопролетные
имногопролетные стержневые системы с выполнением расчетов на прочность
ижесткость в среде MS Excel и ПК ЛИРА-САПР.
СибАДИАлгоритм решения элементов строительных конструкций в режимах центральное растяжение-сжатие и поперечный изгиб в ПК Л РА-САПР представлены в учебном пособии «Расчеты конструкций в ПК Л РА-САПР»
Задание и исходные данные
Размеры элементов, размещение опор и величины нагрузок согласовать
с преподавателем (р с. 1, 2, 3):
- Реж м центральное растяжение-сжатие консольного стержня постоян-
ного сечен я сосредоточенными силами.
- Колонна постоянного сечения под действием собственного веса.
- Температурное загружение стесненного стержня постоянного сечения
при нагреван , при охлаждении. |
|
- Консольная |
алка загруженная на конце сосредоточенной поперечной |
силой. |
|
- Консольная |
алка загруженная равномерно распределенной нагрузкой. |
- Консольная |
алка загруженная на конце сосредоточенным изгибающим |
моментом. |
|
- Двухопорная разрезная алка загруженная в середине пролета сосредо- |
|
точенной поперечной силой.
- Многопролетная балка загруженная равномерно распределенной, не-
равномерно распределенной нагрузками. |
|
|
|
Порядок выполнения работы |
|
|
Алгоритм расчета элементов строительных конструкций на прочность и |
|
жесткость в режимах центральное растяжение-сжатие поперечный изгиб в |
||
табличном процессоре MS Excel представлены в учебном пособии «Статиче |
||
ский |
расчет |
конструкций численными методами» |
http://bek.sibadi.org/fulltext/esd391.pdf. |
|
|
https://drive.google.com/open?id=1IORegmLkNXTERhSdF RjScjxzWfxzVXi https://drive.google.com/open?id=1hdENfpay418lj3LUZ fVD63KiSv7rzKb.
4
Си 
б А
Рис . 1 ЦентральноеДрастяжение-сжатие И
5
Си б А Д И
Рис . 2. Поперечный изгиб статически определимые системы
6
Си б А Д И
Рис . 3 Поперечный изгиб статически неопределимые системы
7
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 2
- Условия прочности и жесткости для стержневых конструкций (стойка, балка, колонна).
- Температурное загружение стесненного стержня постоянного сечения при нагревании, при охлаждении.
|
- Поперечный изгиб. Уравнения равновесия. |
||
С |
|
||
|
- Поперечный изгиб. Уравнение деформаций. |
||
|
- Поперечный изгиб. Перевод дифференциальных уравнений в конечно- |
||
разностный вид. |
|
||
|
- Поперечный |
зг б. Граничные условия. |
|
|
- Поперечный |
зг б. Реализация алгоритма интегрирования дифферен- |
|
циальных |
|||
|
уравнен й в Excel. |
||
|
- Поперечный |
зг б. Реализация условий прочности и жесткости. |
|
|
- Поперечный |
зг . Прочность по касательным напряжениям. |
|
|
- Поперечный |
зг . Реализация условий прочности и жесткости. |
|
|
|
работы |
|
|
- Поперечный |
зг . Приведенные напряжения. Условие прочности. |
|
|
|
|
Ла ораторнаяработа№ 3 |
|
|
|
А |
|
|
МОДЕЛИРОВ НИЕ ПЛОСКИХ РАМ |
|
|
Цель |
|
– получить навыки и умение моделировать рамы каркасов |
зданий и сооружений с выполнением расчетов на прочность и жесткость в сре- |
|||
де ПК ЛИРА-САПР. |
Д |
||
|
Задание |
||
|
|
||
с |
преподавателем |
|
|
ного |
типа |
|
|
|
- моделирование геометрической схемы в AUTOCAD; |
||
|
|
|
И |
- импорт модели в Лиру; - моделирование геометрической схемы средствами Лира;
- назначение опорных узлов; - знакомство с сортаментом;
- назначение сечений элементов рам; - загружение собственным весом элементов рам;
- загружение постоянными нагрузками; - загружение временными нагрузками;
- загружение технологическими нагрузками; - создание расчетных сочетаний нагрузок; - статический расчет; - анализ результатов расчета;
- проверка элементов рам по первой, второй группе предельных состояний; - проверочный расчет в ЛИР-СТК; - проектный расчет в ЛИР-СТК.
8
Порядок выполнения работы
Алгоритм решения рам в ПК ЛИРА-САПР представлены в учебном пособии «Расчеты конструкций в ПК ЛИРА-САПР»
https://drive.google.com/open?id=1IORegmLkNXTERhSdF RjScjxzWfxzVXi
https://drive.google.com/open?id=1hdENfpay418lj3LUZ fVD63KiSv7rzKb. Си 
б А Д И
Рис . 4. Расчет рам
9
Си б А Д И
Рис . 5 Расчет рам (продолжение)
10