111

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Кочетова, Д.А. Морозов

САПР СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ ВЫСОТНЫХ И БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Автоматизированное проектирование стальных каркасов» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Высотные и большепролетные здания и сооружения

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК

Кочетова Е.А., Морозов Д.А. САПР стальных каркасов высотных и большепролетных зданий. [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / Е.А. Кочетова, Д.А. Морозов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 7 с; ил. 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

Приведены рекомендации по изучению вопросов конечно-элементного моделирования стальных конструкций при выполнении лабораторных работ. Приведены основные особенности выполнения лабораторных работ по дисциплине «Автоматизированное проектирование стальных каркасов», изложены основные вопросы и положения создания ко- нечно-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 специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Высотные и большепролетные здания и сооружения.

3

Введение.

При выполнении лабораторных работ по дисциплине «Автоматизированное проектирование стальных каркасов» студент направления 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Высотные и большепролетные здания и сооружения 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 5 и 6 курса (10-ый и 11-ый семестры) ННГАСУ в помощь при выполнении лабораторных работ по дисциплине САПР стальных каркасов высотных и большепролетных зданий, на которые преподавателю в соответствии с действующим учебным планом выделено 32 академических часа на дисциплину на группу в 10-м семестре и 32 часа на группу в 11-м семестре.

В учебно-методическом пособии изложены основные рекомендации для преподавателей и студентов при выполнении лабораторных работ по следующему плану:

СЕМЕСТР №10 Раздел 1: Теоретические основы САПР стальных каркасов.

Раздел 2: Моделирование и расчет стальных каркасов высотных зданий.

Раздел 3: Моделирование и расчет стальных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

СЕМЕСТР №11 Раздел 4: Моделирование и расчет стальных конструкций высотных башенных со-

оружений.

Раздел 5: Моделирование и расчет стальных конструкций мачтовых высотных сооружений.

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 стальных каркасов высотных зданий

Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования каркасов высотных зданий в программе SCAD.

На основе примера формируется конечно элементная модель:

1)Задание геометрии пространственной модели.

2)Сбор нагрузок.

3)Подготовка данных для динамического расчета модели.

Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение их неблагоприятных сочетаний.

Выполняется расчет элементов в программе-сателлите «Кристалл». Оформляется отчет.

Раздел 3: Моделирование и расчет стальных конструкций большепролетных зданий и сооружений

Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования конструкций большепролетных 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.

Выполняется расчет элементов в программе-сателлите «Кристалл» и расчет узлов в программе-сателлите «Комета».

Оформляется отчет.

Раздел 4: Моделирование и расчет стальных конструкций высотных башенных сооружений

Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования башен в программе SCAD.

На основе примера формируется конечно элементная модель:

1)Задание геометрии пространственной модели.

2)Сбор нагрузок.

3)Подготовка данных для динамического расчета модели.

5

Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение их неблагоприятных сочетаний.

Выполняется проверка конструкций башни по второй группе предельных состояний и расчет элементов в программе-сателлите «Кристалл».

Оформляется отчет.

Раздел 5: Моделирование и расчет стальных конструкций мачтовых высотных сооружений

Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования каркасов мачтовых сооружений в программе SCAD.

На основе примера формируется конечно элементная модель:

1)Задание геометрии пространственной модели.

2)Задание специальных конечных элементов.

3)Сбор нагрузок и воздействий на мачту.

4)Подготовка данных для динамического расчета модели.

Выполняется обработка результатов расчета: вывод усилий и определение их неблагоприятных сочетаний.

Выполняется расчет элементов в программе-сателлите «Кристалл». 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 т. Т. 2. Элементы стальных конструкций: учеб. для строит. вузов / под ред. В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1999.

2.Металлические конструкции : учеб. для студентов высш. учеб. заведений / Ю.И. Кудишин [и др.]. – Москва : Академия, 2007. – 688 с.

3.ГОСТ Р 54257-2010. (ГОСТ 27751.2014). Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования. – Введен 01.09.2011. – М.: Стандартинформ, 2011 – 12 с.

4.СП 16.13330 – 2011. Стальные конструкции : актуализир. ред. СНиП II-23-81* : утв. 27.12.10 : введ. в д. 20.05.2011 / Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. – Москва : ЦПП, 2011. – 172 с. : ил.

5.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия : актуализир. ред. СНиП 2.01.07–85* / Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. – Москва : ЦПП, 2011. – 78 с.

6.В.С. Карпиловский, Э.З. Криксунов, А.А. Маляренко, А.В, Перельмутер, М.А. Перельмутер, Вычислительный компекс SCAD – М.: Издательство СКАД СОФТ, 2007.– 609 с.

.

7

Кочетова Елена Анатольевна Морозов Дмитрий Александрович

САПР СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ ВЫСОТНЫХ И БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Автоматизированное проектирование стальных каркасов» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Высотные и большепролетные здания и сооружения

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