1504

УДК 624.011.1, 624.012, 69.04

Савина Н.В. / Специальные вопросы проектирования и расчета зданий и сооружений [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / Н.В. Савина; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – _22_ с.– 1 электрон. опт. диск

(CD-RW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Специальные вопросы проектирования и расчета зданий и сооружений» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в подготовке к лекциям, практическим занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Специальные вопросы проектирования и расчета зданий и сооружений» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство профиль Промышленное и гражданское строительство.

© Н.В. Савина, 2016 © ННГАСУ, 2016

3

Оглавление

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Специальные вопросы проектирования и расчета зданий и сооружений» являются:

−формирование навыков расчета конструкций с использованием компьютерной техники;

−подготовка студентов к профессиональной деятельности в области проектирования в условиях современных информационных технологий;

−знакомство с эффективными инструментами решения расчётных строительных задач.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

−основные требования информационной безопасности;

−способы алгоритмизации расчётов при исследованиях и проектировании объектов строительства на основе численных методов строительной механики;

−методы и средства компьютерного моделирования с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов;

−способы разработки эскизных, технических и рабочих проектов уникальных объектов с использованием систем автоматизированного проектирования.

Уметь:

−решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры;

−формировать расчётные схемы, анализировать исходные данные и результаты расчётов метода конечных элементов;

−формулировать и решать задачи с использованием современных автоматизированных профессиональных пакетов прикладных программ;

−формулировать и решать задачи проектирования уникальных объектов с использованием универсальных и специализированных программновычислительных комплексов.

Владеть:

−навыками применения информационно-коммуникационных технологий при решении стандартных задач профессиональной деятельности;

−приёмами работы со специализированными программными комплексами по расчету строительных конструкций;

−навыками выбора технических и аппаратно-программных средств для решения поставленной задачи;

−навыками применения специализированного программно-вычислительного комплекса при разработке эскизных, технических и рабочих проектов уникальных зданий.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в новом предметном поле проектирования конструкций зданий и сооружений.

5

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Расчет многоэтажной железобетонной рамы с учетом сейсмических воздейст-

вий.

Принципы построения конечно-элементных моделей. Глобальная, местная и локальная системы координат. Абсолютно жесткие вставки. Шарниры в стержневых элементах. Задание связей. Задание жесткости. Особенности задания статических и динамических нагрузок при использовании программ SCAD.

.Задание расчетной схемы рамной конструкции из монолитного железобетона (задание стержневой рамной конструкции, задание жесткостей колонн и риге-

лей)

Задание нагрузок. Создание РСУ

Создание комбинаций загружений Управление расчетом.

Графический анализ результатов расчетов. Анализ деформаций. Анализ усилий. Панели «Визуализация» и «Фильтры отображения».

Документирование исходных данных и результатов расчета. Возможности систем для армирования стержневых элементов.

Подготовка данных расчета (выписать значения М, N, Q для наиболее нагруженной колонны) для последующего расчета наиболее нагруженной колонны в программе «Арбат».

Проверка преподавателем полученных данных расчета на предмет реальности и правильности полученных результатов.

2. Расчет монолитного железобетонного перекрытия с капителями.

Задание нагрузок. Управление расчетом. Графический анализ результатов расчетов. Анализ деформаций. Анализ усилий. Панели Визуализация и Фильтры отображения. Документирование исходных данных и результатов расчета. Возможности систем для армирования стержневых элементов. Проверка армирования. Армирование пластинчатых элементов.

Задание расчетной схемы монолитного железобетонного перекрытия с капителями по индивидуальному заданию преподавателя

Задание нагрузок. Создание РСУ

Создание комбинаций загружений Управление расчетом.

Панели Визуализация и Фильтры отображения. Документирование исходных данных и результатов расчета. Армирование пластинчатых элементов.

Подготовка данных расчета для выполнения чертежей армирования перекрытия Анализ результатов расчета и деформаций и подбор арматуры в монолитном

железобетонном перекрытии с капителями по рекомендациям преподавателя

3. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций боль-

6

шепролетных зданий и сооружений.

Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий и сооружений. Особенности построения расчетной схемы. Особенности моделирования воздействий на большепролетные здания и сооружения. Анализ результатов расчета.

Моделирование большепролетных конструкций в программе SCAD OFFICE: купола, оболочки различной кривизны.

Создание расчетной модели железобетонного купола методами SCAD (по заданию преподавателя)

Создание поверхностей вращения методами SCAD (по заданию преподавателя) Создание параметрически заданных поверхностей в системе SCAD (по заданию

преподавателя)

Создание поверхностей вращения по заданной формуле в системе SCAD (по заданию преподавателя)

4. Расчет монолитной фундаментной плиты на естественном основании с учетом развития карста

Расчет свайно-плитного фундамента Расчет свайного ростверка

Основные принципы расчета монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании в программе SCAD OFFICE на плоскости.

Задание расчетной схемы монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании по индивидуальному заданию преподавателя.

Моделирование естественного основания методами методами SCAD (коэффициенты постели, законтурные элементы)

Задание нагрузок. Создание РСУ

Создание комбинаций загружений Управление расчетом.

Панели Визуализация и Фильтры отображения. Документирование исходных данных и результатов расчета. Армирование пластинчатых элементов.

Подготовка данных расчета для выполнения чертежей армирования монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании

Анализ результатов расчета и деформаций и подбор арматуры в монолитной железобетонной фундаментной плите по рекомендациям преподавателя

5. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений.

Особенности проектирования и расчета конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической и физической нелинейности.Виды геометрической нелинейности конструкции. Расчет конструкций с учетом геометрической нелинейности. Физическая нелинейность. Расчет конструкций зданий и сооружений с учетом физической нелинейности. Управление нелинейным расчетом. Анализы результатов расчета. Расчет конструкций зданий и сооружений на действие прогрессирующего разрушения.

Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений. Особенности построения расчетной схемы. Особенности моде-

7

лирования воздействий на высотные здания и сооружения. Анализ результатов расчета.

Основные принципы построения пространственной модели монолитного железобетонного каркаса здания в программе SCAD OFFICE путем задания расчетной схемы в программе «Форум».

Задание расчетной схемы монолитного железобетонного каркаса здания по индивидуальному заданию преподавателя в программе «Форум»

Импорт полученной схемы в SCAD OFFICE. Задание нагрузок.

Создание РСУ Создание комбинаций загружений Управление расчетом.

Панели Визуализация и Фильтры отображения.

Cоздание групп армирования: стержневые элементы (колонны), пластинчатые элементы (перекрытия)

Армирование стержневых и пластинчатых элементов. Документирование исходных данных и результатов расчета

Проверка сходимости результатов расчета на плоскости и в пространственной модели. Выводы.

6. SCAD OFFICE. Реализация СНиП в проектирующих программах.

Программа АРБАТ. Программа КРИСТАЛЛ. Программа ВЕСТ. Программа КАМИН. Программа МОНОЛИТ. Программа КРОСС.

Расчет несущей способности кирпичного простенка в программе «Камин» по заданию преподавателя.

Расчет несущей способности железобетонной несущей перемычки в программе «Камин» по заданию преподавателя.

7. Особенности проектирования и расчета конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической и физической нелинейности.

Виды геометрической нелинейности конструкции. Расчет конструкций с учетом геометрической нелинейности. Физическая нелинейность. Расчет конструкций зданий и сооружений с учетом физической нелинейности. Управление нелинейным расчетом. Анализы результатов расчета.

Расчет конструкций зданий и сооружений на действие прогрессирующего разрушения.

8. Определение НДС конструкций с учетом истории нагружения.

Учет этапов монтажа конструкций при определении конечного НДС элементов. Моделирование процесса возведения здания.

Вариационное проектирование.

1.3 Порядок освоения материала

Материал дисциплины изучается в соответствии с порядком, определённым в следующей таблице:

8

9

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Общие рекомендации по изучению материала лекций

Раздел 1. Расчет многоэтажной железобетонной рамы с учетом сейсмических воздействий.

Цель - вызвать интерес к изучению курса, сформировать представление о расчете железобетонных конструкций по плоской расчетной схеме с учетом особых динамических воздействий.

Рассматриваются вопросы идеализации расчетной схемы при автоматизированном проектировании и расчете железобетонных конструкций. Изучается моделирование физико-механических свойств элементов, способы задания жесткостей элементам. Рассматриваются виды идеализации опорных закреплений и примыканий элементов к узлам, способы ввода связей, шарниров. Изучаются виды нагрузок, действующие на конструкции зданий и сооружений в условиях сейсмической активности, рассматри-

10