9667

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

“Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет”

П.А. Хазов, Лампси Б.Б.

Лабораторные работы по САПР

Учебно-методическое пособие по подготовке к лабораторным занятиям по дисциплине

«Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,

профиль Промышленное и гражданское строительство

Нижний Новгород

2016

4

Введение

Для решения задач механики с помощью ЭВМ существует множество про-

граммно-вычислительных комплексов – SCAD, LIRA и пр. Эти программы по-

зволяют решать целый ряд не только расчетных, но и конструкторских задач.

При этом все они довольно сложны для пользователя и временные затраты на вычисление усилий с их помощью зачастую могут превысить затраты на анало-

гичное «ручное» решение. При этом существует ряд программ, позволяющих решить классические задачи прикладной механики достаточно быстро. Одной из них является программа для расчета стержневых строительных конструкций

«ПОЛЮС». Данные методическое пособие ознакомит студентов с решением основных типов задач прикладной механики – задач теоретической механики,

сопротивления материалов и строительной механики.

5

1. Лабораторная работа №1

1.1Задача 1

Построение эпюр моментов и поперечных сил в статически определимой

балке с помощью ПВК «Полюс»

Для балки (рис.1) требуется с помощью ПВК «Полюс»:

1.Определить опорные реакции;

2.Построить эпюру моментов и эпюру поперечных сил.

Рис.1.1

Изучаемая балка

Расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке: 1. Назначение типа связи для новых стержней

Поскольку балка является изгибаемым элементом, более удобным вновь вводимым стержнем будет стержень с жесткими связями по краям. Для назна-

чения в панели управления выбирается меню «Настройки», затем «парамет-

ры…». В появившемся окне в разделе «параметры для новых стержней» необ-

ходимо выбрать тип связи «жесткая». 2. Ввод опорных узлов

На вертикальной панели команд выбирается команда «опорный узел». По-

сле двойного щелчка в любую область экрана открывается окно «Свойства уз-

ла». Вводятся координаты первого опорного узла – х = 0, у = 0. Для модели-

рования шарнирно-подвижной опоры воспользуемся стержнем с шарнирами по концам. Тогда опорный узел должен располагаться на любом расстоянии ниже

6

точки закрепления балки, а координата х опорного узла должна совпадать с та-

ковой у точки закрепления. Например, вводятся координаты х = 15, у = - 1. То-

гда закрепляемый узел балки превратится в свободный. В случае, если узел ока-

зался за границами экрана, необходимо выбрать команду «показать всю конст-

рукцию» на горизонтальной панели команд. 3. Ввод свободных узлов

Свободным является узел балки, в котором приложена сосредоточенная сила, сосредоточенный момент, начинается или заканчивается равномерно-

распределенная нагрузка, под которым находится опора. На панели команд выбирается команда «свободный узел». После двойного щелчка в любую об-

ласть экрана открывается окно «Свойства узла». Поочередно вводятся коорди-

наты свободных узлов. Схема на экране при этом примет вид (рис.1.2):

Рис.1.2

Опорные и свободные узлы балки

4. Добавление стержней

На вертикальной панели команд выбирается команда «стержень». Для до-

бавления стержня поочередно выбираются его начальный (левый) узел и ко-

нечный (правый) узел. Если узлы лежат на одной прямой, недостаточно соеди-

нить их одним стержнем, стержней должно быть столько, сколько промежут-

ком между узлами. Так же необходимо ввести и опорный стержень. Для ото-

бражения номеров узлов и стержней на горизонтальной панели выбирается ко-

манда «Включить/Выключить номера элементов». После ввода стержней схе-

ма на экране примет вид (рис.1.3):

7

Рис.1.3

Схема балки после ввода стержней

5. Установка шарниров

Для установки шарниров в вертикальном меню выбирается команда «ре-

дактирование», после чего выполняется двойной щелчок по первому стержню.

В открывшемся окне для начального узла устанавливается тип связи «шарнир».

Затем аналогично у опорного стержня шарниры устанавливаются в обоих узлах

(рис.1.4):

Рис.1.4

Схема балки после установки шарниров

6. Назначение нагрузок

Для задания сосредоточенной силы и распределенной нагрузки выбира-

ются соответствующие команды на вертикальной панели, а в открывающихся окнах вводятся соответствующие значения. Для моделирования сосредоточен-

ного момента необходимо задать пару сил. Для этого вводятся узлы, ограничи-

вающие консоли в точке приложения момента. Для удобства, расстояние между узлами принимается равным 1м. Тогда координаты узлов будут равны: [2.5, - 0.5], [2.5, 05]. Узлы соединяются с узлом 2 стержнями, а по краям прикладыва-

ется пара сил, сонаправленная с моментом и численно равная ему (рис.1.5):

9

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Определить реакции, построить эпюры моментов и поперечных сил в балке (рис.1.7) с помощью ПВК «ПОЛЮС», где: № схемы – № компьютера в компьютерном классе, значение сосредоточенной силы [кН] – № студента в списке группы.

2.Выполнить расчет той же балки любым из методов сопротивления материалов. Сравнить результаты.

Рис. 1.7