1508

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

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Савина Н.В.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для студентов заочного отделения, обучающихся по дисциплине «Специальные вопросы проектирования и расчета зданий и сооружений» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство

профиль Промышленное и гражданское строительство

Нижний Новгород

2016

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

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Савина Н.В.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для студентов заочного отделения, обучающихся по дисциплине «Специальные вопросы проектирования и расчета зданий и сооружений» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство

профиль Промышленное и гражданское строительство

Нижний Новгород

2016

2

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.

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 исполь-

зованием 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 уни-

версальных и специализированных программно-вычислительных 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 воздействий.

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 ригелей) 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 пе-

рекрытии с капителями по рекомендациям преподавателя

3.Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий

исооружений.

Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий и сооружений. Особенности построения расчетной схемы. Особенности моделирования воздействий на

6

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 преподава-

теля)

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 (коэффи-циенты 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 моделирования 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.

7

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 преподава-

теля.

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, рассматривается процесс моделирования нагрузок в расчетной схеме.

Раздел 2. Расчет монолитного железобетонного перекрытия с капителями.

Цель: сформировать представление о расчете железобетонных конструкций по плоской расчетной схеме.

Рассматриваются вопросы идеализации расчетной схемы при автоматизированном проектирова-

10