2988

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

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Савина Н.В.

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебно-методическое пособие (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

тельство, заочное отделение.

Нижний Новгород

2016

УДК 624.011.1, 624.012, 69.04

Савина Н.В. / САПР и расчета железобетонных конструкций [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / Н.В. Савина; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – _16_ с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Автоматизированное проектирование железобетонных конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений и деревянных конструкций большепролетных зданий» 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 лабораторным занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очного и заочного отделения, обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования и расчета железобетонных и каменных конструкций» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство профиль Промышленное и гражданское строительство.

© Н.В. Савина, 2016

© ННГАСУ, 2016

3

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «САПР и расчета железобетонных конструкций» 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 расчѐтных строительных задач.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

основные требования информационной безопасности;

способы алгоритмизации расчѐтов 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 расчѐтные схемы, анализировать исходные данные и результаты расчѐтов 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 программно-вычислительных комплексов.

Владеть:

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

приѐмами 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 зданий.

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

5

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Расчет многоэтажной железобетонной рамы.

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.

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 безбалочного бескапительного перекрытия 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 безбалочном

бескапительном перекрытии по рекомендациям преподавателя

3. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

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

6

воздействий на большепролетные здания и сооружения. Анализ результатов расчета. Моделирование большепролетных конструкций в программе SCAD OFFICE: купола, обо-

лочки 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)

6. Расчет монолитного железобетонного перекрытия и монолитной фундаментной плиты.

Особенности статического расчета монолитного железобетонного перекрытия. Конструктивный расчет монолитного железобетонного перекрытия. Подбор сечения арматуры. Анализ результатов расчета. Отличительные черты расчета фундаментной плиты от монолитного железобетонного перекрытия. Конструктивный расчет фундаментной плиты. Анализ результатов расчета.

Основные принципы расчета монолитного железобетонного перекрытия с капителями в программе SCAD OFFICE на плоскости.

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 железобе-

тонном перекрытии с капителями по рекомендациям преподавателя Основные принципы расчета монолитной железобетонной фундаментной плиты на есте-

ственном 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

7

5.Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий

исооружений.

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.

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 «Ка-мин» по заданию преподавателя.

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

9. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций большепролетных зданий и сооружений. Особенности построения расчетной схемы. Особенности моделирования воздействий на большепролетные здания и сооружения. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

7. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций на особые виды нагрузок.

Особенности расчета конструкций зданий и сооружений на динамическое действие нагру-

8

зок. Задание пульсационной составляющей ветровой нагрузки на конструкции зданий и сооружений.

8. 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.

1.3 Порядок освоения материала

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

9

2. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

2.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к лабораторным занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на лабораторное занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

2.2Примеры задач для лабораторных занятий

Задачи для раздела 1.

Выполнить статический расчет многопролетной железобетонной рамной конструкции по выданному преподавателем заданию. Задание включает в себя план и разрез здания с монолитным железобетонным каркасом. Нагрузка на перекрытие принимается равномерно распределенная 1,5 т/м2 и приводится к линейной в соответствии с выданными планами

Для каждого студента индивидуальное задание выдается в начале семестра

Задачи для раздела 2.

Выполнить статический расчет монолитного железобетонного бескапительного перекрытия по заданию преподавателя: Задание включает в себя план и разрез здания с монолитным железобетонным каркасом. Подсчет нагрузок на перекрытие ведется студентами в табличной форме по образцу, выданному преподавателем.

Каждому студенту выдается индивидуальное задание в начале семестра.

Задачи для раздела 3.

Выполнить расчет конструкции железобетонного купола сферического очертания пролетом 120,0 м, высотой 40,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

Студентам выдается задание по вариантам с разными величинами пролетов и значением постоянной нагрузки.

10