Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы автоматизации проектирования в строительстве..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

13.65 Mб

Скачать

☆

1 / 291 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Федеральное аген тство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермский государственный технический университет»

Г.Г. Кашеварова

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Издательство Пермского государственного технического университета

2007

УДК 658.512.22.011.56 +624.03:681.3 ББК 30.2-05я73 (38.2-5-05)

К31

Рецензенты:

д-р техн. наух, проф. А.М. Белостоцкий (Московский государственный технический университет);

д-р техн. наук, проф. Б.Н. Аликин (ОАО «Научный исследовательский институт

управляющих машин и систем»)

Кашеварова, Г.Г.

КЗ 1 Основы автоматизации проектирования в строительстве: курс лекций / Г.Г. Кашеварова. - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007.-300 с.

ISBN 978-5-88151-828-8

Представлен курс лекций по методологии и средствам автоматизированного проектирования объектов строительства, разработанный в соответствии с ти повой программой для специальности «Промышленное и гражданское строи тельство» и ее специализаций. Даются понятия об объекте, процессе, системе проектирования, структуре САПР. Приводятся основные сведения о комплексе средств автоматизации, современном состоянии и тенденциях развитии САПР в строительстве. Рассматриваются современные автоматизированные системы проектирования объектов строительства. Излагаются теоретические принципы современных технических расчетов строительных объектов, возможности и про блемы компьюгерного моделирования на основе метода конечных элементов.

Предназначено для студентов строительных специальностей технических вузов.

Издано в рамках приоритетного национального проекта «Образование» по программе Пермского государственного технического университета «Созда ние инновационной системы формирования профессиональных компетенций кадров и центра инновационного развития региона на базе многопрофильного технического университета».

УДК 658.512.22.011.56 +624.03:681.3 ББК 30.2-05я73 (38.2-5-05)

ISBN 978-5-88151-828-8 © ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет», 2007

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................
ЛЕКЦИЯ 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА
И ПУТИ ЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ........................................................	11
§1. Основные сведения о проектировании и автоматизации
проектирования....................................................................................	12
7. Проектирование объектов строительства...........................	12
2. Проектная документация...........................................................	13
3. Проектирование как объект автоматизации.
Распределение функций между ЭВМ и проектировщиком ..	15
§2. Основные принципы системного подхода к изучению
и проектированию строительных объектов и САПР...................	17
7. Методология системного подхода
в архитектурно-строительном проектировании.............	18
2. Иерархичность и декомпозиция описания объектов
проектирования.............	21
3. Многоэтапность и итерационность процесса
проектирования...............................................................................	28
4. Типизация и унификация изделий (объектов) и средств
проектирования...............................................................................	30
ЛЕКЦИЯ 2. САПР ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА.
КОМПЛЕКС СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ САПР.............................	33
§1. История САПР. Тенденции и перспективы развития..................	33
7. Этапы развития САПР	33
2. Понятие о системах CAD/CAE/CAM/ PDM.
Концепция комплексной автоматизации..................................	34
3. Автоматизированные системы в строительстве
сегодня, тенденции и перспективы развития САПР............	36
§2. Принципы построения и состав САПР	38
7. Основные принципы построения САПР.....................................	38
2. Структура САПР..........................................................................	40

§3. Комплекс средств автоматизации.....................................	^
1. Техническое обеспечение САПР....................	^
2. Системное программное обеспечение........
3. Информационное обеспечение САПР.........	^
4. Лингвистическое обеспечение САПР................................	^
5. Математическое обеспечение САПР..................................
6. Методическое обеспечение...........................	зд
7. Организационное обеспечение............................................
8. Прикладное программное обеспечение..............................	^ j
ЛЕКЦИЯ 3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР..................................	53
§1. Общие сведения об ЭВМ и вычислительных системах,
используемых в САПР........................................	53
1. Общие сведения об ЭВМ как средстве автоматизации
проектирования..................................................................... ........	53
2. Вычислительные системы САПР.................	56
§2. Состав персонального компьютера...................	58
1. Элементная база П К ........................................	58
2. Эксплуатационно-технические характеристики ЭВМ.........	62
§3. Периферийные устройства ЭВМ ........................	64
1. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ).............................	64
2. Устройства ввода информации...................	66
3. Устройства вывода информации................	68
4. Устройства подготовки данных и архива проектных
решений..............................................................................................	70
§4. Основные требования к техническому обеспечению САПР....	71
ЛЕКЦИЯ 4. СЕТИ ЭВМ КАК СПОСОБ ПЕРСОНАЛЬНО-КОЛЛЕКТИВНОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.......................	75
§1. Общая характеристика информационно-вычислительных
сетей.......................................................................................................	75
1. Требования к ИВС............................................................................	78
2. Классификация ИВС........................................................................	78
§2. Физическая структура локальной вычислительной сети...........	80
1. Кабельная система (топология локальных сетей) ................	80
2. Аппаратные средства локальных сетей....................................	84
§2. Логическая структура локальной вычислительной сети.............	87

§1. Глобальные компьютерные сети, сеть Internet............................		93
7.	О необходимости применения в строительном
	проектировании Internet -технологий........................................	93
2.	Общая характеристика и интеграция глобальных
	компьютерных сетей....................................................................	95
3. Краткая история создания Internet...........................................		97
4. Функционирование сети Internet.............................................		100
§2. Аппаратные и программные средства доступа в Internet........		102
§3. Адресация в Internet..........................................................................		105
7. IP - адрес компьютера..............................................................		105
2. Доменные адреса.........................................................................		106
3. Адреса местонахождения информационных ресурсов
	(URL-adpeca)..................................................................................	108
§4. Информационные услуг и (ресурсы) сети Internet......................		108
7. Электронная почта E-mail.......................................................		109
2. Группы новостей (UseNet).........................................................		110
3. Файловая система FTP		111
4.	Сервис WWW(World Wide Web) - Всемирная паутина....	112
5. Другие службы Internet..............................................................		113
6. Поиск информации в Internet.....................................................		114
ЛЕКЦИЯ 6. СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ..............................................................................		117
§1. Общие сведения об операционных системах..............................		117
7. Общие принципы организации структуры
	и функционирования операционных систем..........................	118
2. Файловая система.......................................................................		120
§2. Операционная система MS DOS....................................................		122
§3. Операционная система Windows...................................................		124
7. История создания ОС Windows.................................................		124
2.	Стандартный интерфейс и технологические
	принципы ОС Windows...............................................................	129
§4. Основные характеристики операционной системы UNIX.....		132
§5. Операционная система Linux..........................................................		133
§6. Операционная система Windows Vista.........................................		134

§1. Базы данных................................................................................	.......	137
1. Основные структуры данных...................................................		138
2. Модели представления данных.................................................		140
§2. Системы управления базами данных (СУБД)..................	..........	150
1. История СУБД...................................................................	•••.......	150
2. Классификация СУБД........................................................	..........	151
§3. Основы автоматизированной обработки информации.............		152
1. Логические выражения и логические операции....................		153
2. Сортировка информации, языки запросов, условия
поиска (отбора записей) в БД..............................................		155
3. Информационные системы..................................................		158
ЛЕКЦИЯ 8. БАЗЫ ЗНАНИЙ И ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ................................		159
§1. Общие сведения...........................................................................		159
§2. Введение в искусственный интеллект............................................		160
1. Человеческое мышление и основные идеи, лежащие
в основе систем ИИ............................................................		162
2. Модели представления знаний....................................................		164
§3. Экспертные системы.........................................................................		167
1. Структура экспертной системы..............................................		168
2. Отличие экспертных систем от информационных
систем.............................................................................................		170
3. Инструментальные средства создания ЭС............................		170
4. Перспективы применения ЭС в САПР......................................		171
ЛЕКЦИЯ 9. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР..................................		173
§1. Математическое моделирование в САПР.....................................		173
1. Математические модели.............................................................		173
2. Методы реализации математических моделей вСАПР......		178
3. Алгоритмы реализации методов расчета в САПР...............		179
§2. Теоретические основы расчетов объектов строительства.......		180
1. Составные части технического расчета................................		180
2. Предельные состояния строительных конструкций,
зданий, оснований..........................................................................		183

§3. Формирование расчетной схемы строительного объекта.......	185
L Схематизация геометрической формы проектируемого
объекта, назначение граничных условий...............................	186
2. Схематизация свойств материалов.......................................	188
3. Схематизация нагрузок...........................................................	197
4. Пример влияния выбора расчетной схемы сооружения
на результаты расчета..............................................................	200
ЛЕКЦИЯ 10. ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.
ПРОГРАММЫ МАШИННОЙ ГРАФИКИ...............................	205
§1. Классификация программ для строительного
проектирования................................................................................	205
§2. Система машинной графики AutoCAD........................................	207
1. Краткая история развития AutoCAD	208
2. Общие принципы работы и подходы
к конструированию в системе AutoCAD.................................	210
§3. Программные продукты для промышленного
и гражданского строительства.......................................................	213
/. Системы архитектурного проектирования..........................	214
2. Системы конструкторского проектирования......................	218
3. Системы проектирования инженерного оборудования....	221
4. Программы организационно-технологического
проектирования.............................................................................	223
5. Программные комплексы решения задач изысканий,
генплана, транспорта.................................................................	225
6. Системы и программы управления проектами
и документооборота...................................................................	228
ЛЕКЦИЯ 11. ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.
ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ
ОБЪЕКТОВ...............................................................................................................	231
§1. Программы автоматизации инженерных методов
расчета, реализованных в СНиП....................................................	231
§2. Интегрированные системы прочностного анализа....................	234
1. Вычислительный комплекс JIupa-Windows..............................	237
2. Проектно-вычислительный комплекс Structure CAD
для Windows (SCAD Office)..........................................................	239

3. Комплекс по расчету и конструированию
железобетонных монолитных зданий МОНОМАХ..............	242
4. Расчетные комплексы для конечно-элементного
анализа грунтового основания...................................................	244
5. Универсальный конечно-элементный программный
комплекс ANSYS.............................................................................	246
ЛЕКЦИЯ 12. ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ..........................................	251
§1. Метод конечных элементов и практическая
реализация МКЭ................................................................................	251
1. Основные понятия МКЭ..............................................................	251
2. Свойства конечных элементов...................................................	252
3. Этапы практической реализации МКЭ....................................	256
§2. Некоторые проблемы компьютерного моделирования
строительных объектов и возможные варианты
их решения.........................................................................................	257
1. Этап постановки задачи............................................................	257
2. Этап дискретизации модели......................................................	260
3. Этап численной реализации........................................................	267
4. Этап анализа (оценки) результатов компьютерного
моделирования...............................................................................	270
ЛЕКЦИЯ 13. КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ.......................................	279
§1. Интегрированные системы проектирования...............................	281
1. Технологическая линия проектирования МАЭСТРО.............	281
2. Программный комплекс Project StudioCS................................	284
3. Программный комтекс Allplan.................................................	285
§2. Комплексные системы проектирования......................................	287
1. Комплексная система Autodesk Building Systems...................	289
2. Комплексная система Autodesk Land Desktop (ALD)............	289
3. Примеры комплексирования программных средств на базе
систем AutoCAD и ArchiCAD....................................................	290

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................

292

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Основы автоматизации проектирования в строи тельстве» является одной из ведущих дисциплин, формирующих системотехнический подход к процессу проектирования в целом и развивающих навыки проектирования в условиях современных информационных технологий. Постоянное увеличение объемов ин формации, которую необходимо учитывать при проектировании,

аследовательно, накапливать, хранить, защищать и своевременно предоставлять, связано с задачей внедрения в проектную деятель ность инноваций- информационных технологий и ЭВМ, много кратно повышающих интеллектуальные возможности инженеров,

асоответственно, создающих лучшие по своим свойствам объекты. Цель курса - подготовить студентов к профессиональной дея

тельности в области проектирования в условиях современной ин формационной технологии.

Для изучения курса требуется знание математики и общеинже нерных дисциплин в объеме, необходимом для технического уни верситета, и специальных дисциплин по архитектуре и строитель ным конструкциям. Предполагается, что студент знаком с архитек турой компьютеров в объеме предварительно изученного общего курса информатики, поэтому сведения об устройствах и типах ком пьютеров даются в краткой форме.

При изучении данного курса студенты знакомятся с наиболее общими инвариантными относительно приложений методами и сред ствами современного проектирования.

Современное проектирование является совмещенным и общение разработчиков и автоматизированных систем происходит через локальные, корпоративные или глобальные сети, поэтому здесь при водятся типичные структуры и основные принципы работы в сетях.

При проектировании все компоненты САПР функционируют во взаимодействии. Для пользователя аппаратные и программные сред ства (системное и прикладное программное обеспечение) выступают как единое целое, образуя инструмент проектирования.

Появление огромного количества разнообразных прикладных программ связано с широким внедрением методов математического моделирования и численных методов на основе ЭВМ в практику инженерных расчетов, и для того, чтобы грамотно работать с про граммными комплексами инженеры-пользователи САПР должны представлять возможности и особенности реализации методов, зало женных в прикладное программное обеспечение.

В настоящее время высшая школа готовит кадры специалистов - разработчиков САПР. Их задача - разработка новых или адаптация существующих средств САПР в различные отрасли промышленно сти, объединение средств АП в единые проектирующие системы. Однако мало создать высокоэффективные современные САПР, надо уметь их эффективно использовать. А для этого нужны инженерыпользователи САПР. Поэтому одна из задач высшей школы - подго товка инженеров, знающих и умеющих использовать средства авто матизированного проектирования.

Для достижения успеха инженер должен одинаково хорошо ориентироваться в следующих вопросах:

♦в самом объекте, процессе, системе проектирования;

♦в аппарате обработки и анализа входной и выходной инфор мации об объекте, процессе, системе и внешней среде;

♦в математическом моделировании, т.е. в искусстве постанов ки и формализации задачи, которое заключается в умении перевести техническое задание с языка проблемно-содержательного на язык математических моделей и схем и далее в специальное программное обеспечение;

♦в методах поиска оптимального решения;

♦в современном программном обеспечении систем автомати зированного проектирования (банках данных, базах знаний, систем ном и прикладном программном обеспечении);

♦в свободном владении средствами вычислительной техники. Характеристики компьютеров, сетевые технологии и про

граммное обеспечение постоянно изменяются, поэтому в качестве дополнительной литературы рекомендуется использовать учебные издания не более чем двух-трехлетней давности.

ЛЕКЦИЯ 1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА

И ПУТИ ЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

Точное знание - не роскошь, а средство выживания в современном мире. Многие даже не подозревают, какуюуверенность, комфорт, а в конечном счете - эффективность вработе дает понимание, пусть даже на самом началь номуровне, принципов и структуры того, с чем выработаете.

Вся созидательная деятельность человека с древнейших времен до наших дней связана со строительством. В начале XX столетия, как и во все предшествующие времена, главную роль в строитель стве выполнял зодчий, который единолично и комплексно решал все вопросы от архитектурно-художественного замысла и проекти рования до организации, возведения и сдачи в эксплуатацию по строенного объекта.

Развитие общества и технический прогресс в строительстве и других отраслях народного хозяйства привели к значительному усложнению строительных сооружений, а соответственно, и к услож нению организационной, плановой, экономической деятельности предприятий и принятия управленческих решений. Реализация большинства научных идей и передовых технологий связана с раз работкой проектов, которые становятся первым материальным во площением научного и технического прогресса. А стремительное развитие и использование вычислительной техники (ВТ) выдвинули на первое место вопросы по созданию систем автоматизированно го проектирования (САПР) и других автоматизированных систем (АС) управления и производства.

При этом потребовалось новое инженерное перевооружение, освоение многих новых для строителей разделов математики и тех ники, теории систем, кибернетики, исследования операций.

1 / 291 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
15.11.202210.46 Mб54Осложнения в нефтедобыче..pdf
#
15.11.20224.93 Mб37Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин..pdf
#
15.11.20223.27 Mб25Основное технологическое оборудование нефтеперерабатывающих заводо..pdf
#
15.11.20223.66 Mб6Основные положения о работе устройств применяемых в горной нефтегаз..pdf
#
15.11.20222.08 Mб9Основные свойства эксплуатационных материалов для транспортных и тра..pdf
#
15.11.202213.65 Mб33Основы автоматизации проектирования в строительстве..pdf
#
15.11.20222.96 Mб11Основы алгоритмизации и программирования на языке Паскаль..pdf
#
15.11.2022999.46 Кб2Основы архитектуры метод. указания по выполнению практического задан.pdf
#
15.11.2022999.46 Кб5Основы архитектуры.pdf
#
15.11.20225.47 Mб64Основы биомеханики..pdf
#
15.11.20226.33 Mб3Основы внешнеэкономической деятельности..pdf