4202

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образова-ния

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

И.А. Самохвалов

САПР СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Металлические конструкции» для обучающихся по

специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

УДК 624.014.2:004.89(075.8)

Самохвалов, И. А. САПР стальных каркасов : учебно-методическое пособие / И. А. Самохвалов ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет.

– Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 7 с. : ил. – Текст : электронный.

Приведены рекомендации по изучению вопросов конечно-элементного моделирования стальных конструкций при выполнении лабораторных работ. Приведены основные особенности выполнения лабораторных работ по дисциплине «Металлические конструкции», изложены основные вопросы и положения создания конечно-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 Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.

© И.А. Самохвалов, 2022 © ННГАСУ, 2022.

3

Введение.

При выполнении лабораторных работ по дисциплине «Металлические конструкции» студент направления 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений 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 4 курса (8-ый семестр) ННГАСУ в помощь при выполнении лабораторных работ по дисциплине Металлические конструкции, на которые преподавателю в соответствии с действующим учебным планом выделено 16 академических часа на дисциплину на группу в 8-м семестре.

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

СЕМЕСТР №8 Раздел 1: Теоретические основы САПР стальных каркасов.

Раздел 2: Моделирование и расчет металлической рамы. Раздел 3: Моделирование и расчет металлической арки.

Раздел 4: Моделирование и расчет стальных конструкций высотных башенных 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 металлической рамы

Здесь преподаватель формулирует постановку задачи, разъясняет основные особенности моделирования металлических каркасов 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 металлической арки

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

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

5

Выполняется проверка конструкций башни по второй группе предельных состояний и 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 томах. Том 2. Конструкции зданий : учебник для студентов вузов по специальности "Промышленное и гражданское строительство / под редакцией В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1999. – 528 с. : ил.

–ISBN 5-06-003538-7 (т.2). - ISBN 5-06-003444-5.

2.Металлические конструкции : учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по направлению "Строительство" / Ю. И. Кудишин, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева [и др.] ; под редакцией Ю. И. Кудишина. - 13-е изд., испр. - Москва : Академия, 2011. – 680 с. : ил., табл. - (Бакалавриат) (Высшее профессиональное образование. Строительство).

–ISBN 978-5-7695-8483-1. – URL:http://isi.sfu-kras.ru/sites/is.institute.sfu- kras.ru/files/Literatura_chast_1.pdf?ysclid=law8o29tw1168819740. – Текст : элек-

тронный.

3.ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2010 г. N 1059-ст : дата введения 2011-09-01. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200083899?ysclid=lauq44vp6i558028408. – Текст :

электронный.

4.СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия : актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* : пересмотр СП 20.13330.2011 : утвержден приказом Министерства

строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 3 декабря 2016 г. N 891/пр и введен в действие с 4 июня

2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456044318?ysclid=latmke9ojp716401178. – Текст :

электронный.

5.СП 16.13330.2017. Стальные конструкции : актуализированная редакция СНиП II-23-81* : пересмотр СП 16.13330–2011 : утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 27 февраля 2017 г. N 126/пр и введен в действие с 28 августа 2017 г. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456069588?ysclid=latm7fwj8y325678643. – Текст :

электронный.

6.SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD : учебное пособие для студентов по направлению 653500 "Строительство" / В. С. Карпиловский, Э.З. Криксунов, А.А. Маляренко [и др.]. - Москва : АСВ, 2007. - 592 с. : ил. - (Интегрир. система анализа конструкций Structure CAD). – ISBN 978-5-93093-289-1.

7

Самохвалов Иван Александрович

САПР СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Металлические конструкции» для обучающихся по

специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

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