Конспект лекций по курсу «Компьютерные методы проектирования (КМП)»
.pdfПредельные состояния конструкций (зданий) подразделяются на две группы:
первая группа - по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации. Говоря проще, состояния, относящиеся к этой группе, считаются предельными, если в конструкции наступило опасное напряженно-деформированное состояние; в худшем случае — если она по этим причинам разрушилась. Рас-
чет по первой, группе предельных состояний выполняется с целью предотвращения разрушения конструкций (расчет по прочности), потери устойчивости формы конструкции (расчет на продольный изгиб) или ее положения (расчет на опрокидывание или скольжение), усталостного разрушения (расчет на выносливость). Расчет по первой группе предельных состояний является основным и используется при подборе сечений.
вторая группа - по непригодности к нормальной эксплуатации. Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, которая осуществляется в соответствии с предусмотренными в нормах или заданиях на проектирование технологическими или бытовыми условиями.
Расчет по второй группе предельных состояний имеет цель не допустить развитие чрезмерных деформаций (прогибов), исключить возможность образования трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия, а также обеспечить в необходимых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.
При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп в качестве главного прочностного показателя материала устанавливается его сопротивление, которое может принимать нормативные и расчетные значения.
5.4. Нагрузки и воздействия
Нагрузки подразделяются по воздействию на конструкцию: силовые воздействия; не силовые воздействия (переменная температуры наружного воздуха, атмосферная и грунтовая влага и т.д.). По характеру прикладываемой нагрузки (объемные, поверхностные: сосредоточенные и распределенные: погонные и по площади). По продолжительности прикладываемой нагрузки: постоянные и временные: длительные, кратковременные, особые и т.д.
31
Классификация нагрузок действующих на строительные конструкции приведена в главе СНиП 2.01.07-85*.
Все нагрузки могут принимать нормативные и расчетные величины (значения). Нормативные нагрузки: сосредоточенные нормативные нагрузки (силы); нагрузки, распределенные по площади или по длине элемента (погонные нагрузки) - нормативные распределенные нагрузки. Расчетные нагрузки определяются как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузкам, который учитывает возможность отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативных значений.
Нормы предписывают, как следует учитывать совместное действие нагрузок, при этом в зависимости от состава учитываемых нагрузок должны различаться:
а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;
б) особое сочетание нагрузок, состоящее из постоянных, длительных, возможных кратковременных и одной из особых нагрузок.
При основном сочетании, если принята одна кратковременная нагрузка, она принимается без уменьшения.
Единицы измерения, принятые в настоящее время для расчетов строительных конструкций, определяются строительными нормами СН 528-80 «Перечень единиц физических величин, подлежащих к применению в строительстве». При расчете возникает необходимость перевода единиц измерения. Обычно нагрузки, силы определяются в кН.
5.5. Основы расчета строительных конструкций, работающих на сжатие
По характеру работы различают центрально-сжатые колонны и внецентренно сжатые. Центральное сжатие более выгодно, так как конструкция испытывает менее сложное напряженное состояние, что позволяет зачастую проектировать более простые сечения элементов и полнее использовать несущую способность материала.
Расчет прочности центрально-сжатых колонн (элементов) ведется из предпосылки, что нормальные напряжения в их поперечном сечении распределяются равномерно.
32
В отличие от центрального сжатия при внецентренном сжатии напряжения в поперечном сечении распределяются неравномерно. При внецентренном сжатии на продольный изгиб оказывает влияние изгибающий момент, и поэтому размеры сечения внецентренно сжатых элементов увеличивают в направлении действия момента. Расчет внецентренно сжатых колонн более сложен, чем расчет центрально-сжатых колонн, и в большей степени зависит от материала. Внецентренно сжатые железобетонные и каменные колонны необходимо рассчитывать не только на прочность, общую устойчивость, но в некоторых случаях на раскрытие трещин.
5.6. Программные средства, используемые для расчета и проектирования строительных конструкций
Для расчета и проектирования строительных конструкций применяются: PLAXIS 8.5; CADWORK 14; ADVANCE
STEEL 7.1 + серия АС.Металл 4.0; ADVANCE CONCRETE 7.1 SP3; ФУНДАМЕНТ 12.2 С0SM0S/М и др.
РАЗДЕЛ 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ. ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ
ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ И КОММУНИКАЦИЙ, КИПИА
Выполнение проектных работ по инженерным системам и сетям здания, как правило, включает:
6.1.Проектирование систем электроснабжения до 110 и более кВ (общего, гарантированного и бесперебойного). Обзор программных продуктов для проектирования
6.2.Проектирование систем удаленного мониторинга и управления электроснабжением
6.3.Проектирование систем освещения (общего, комнатного и аварийного)
6.4.Проектирование систем отопления и теплоснабжения
6.5.Проектирование систем вентиляции и кондициониро-
вания
6.6.Проектирование систем холодоснабжения
33
6.7.Проектирование систем управления микроклиматом
6.8.Проектирование систем водоснабжения, канализации, водостока и дренажных систем (внутренний водопровод и канализация, дренаж, ливнестоки)
6.9.Проектирование систем автоматизации, диспетчеризации и управления инженерными системами здания (слаботочные сети)
6.10.Выполнение проектных работ по системам безопасности здания
6.10.1.Проектирование систем пожарной сигнализации
6.10.2.Проектирование систем пожаротушения6.10.3. Проектирование систем противодымовой защиты
6.10.4.Проектирование систем охранной сигнализации
6.11.Выполнение проектных работ по локальным вычислительным сетям и структурированным кабельным системам: проектирование локальных вычислительных систем (ЛВС)
6.12.Обзор универсальных программных продуктов для проектирования инженерных систем и коммуникаций, КИПиА
E3.series 2007; АРС-ПС 10.1; MagiCAD – программный ком-
плекс по проектированию инженерных систем и др.
РАЗДЕЛ 7 АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ ПРОЕКТА. ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЗЛОВ И МЕ-
ХАНИЗМОВ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
7.1. Проектирование раздела проекта «Охрана окружающей среды» Программные средства по проектированию
Для проектирования экологического раздела в составе Проекта («Охрана окружающей среды») могут быть использованы системы: Банк данных "Предельно - допустимые уровни для радионуклидов", Банк данных "Объединенный перечень ПДК вредных веществ в воде", Банк данных "Объединенный перечень ПДК,
34
ОБУВ ЗВ в атмосферном воздухе населенных мест", Программа "АВС", Программа "ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ природопользователя", Программа "ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАССА ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ. СПРАВОЧНИК ОТХОДОВ", ПК "ШУМ", ПК "Stalker", Программа "КОЛЛЕКТОР", Программа "ЛИВНЕВ- КА-ПЛАТЕЖИ", ПК "ЗЕРКАЛО++", ПК "МОДУЛЬНЫЙ ЭКОРАСЧЕТ", Программа "АВТОМАГИСТРАЛЬ-город", Программа "ОБЛАКО", ПК "ПРИЗМА-регион", ПК "ПРИЗМА-предприятие", ПК "КЕДР - регион", ПК "КЕДР - объединение", ПК "КЕДР для предприятий", «Эколог - город», «Эколог 2-ТП (Воздух)», «Озон», «Сброс», «Сток», «ЭкоОтчет».
7.2. Проектирование организации и условий труда работников, управление производством и предприятием (для предприятий, зданий и сооружений производственного назначения)
Проектирование данного раздела должно осуществляться в соответствие с Пособием по разработке раздела проектной документации "Организация и условия труда работников. Управление производством и предприятием" 1997 (к СНиП 11-01-95)*.
7.3. Проектирование средств защиты строительных конструкций от коррозии
В основе проектирования данного раздела проектной документации лежит СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии.
7.4. Проектирование мероприятий по обеспечению условий жизнедеятельности мало мобильных групп населения
Проектирование данного раздела осуществляется на основании СНиП 35-01-2001 Доступность зданий и сооружений для ма-
ломобильных групп населения. Аccessibility of buildings and structures for physically handicapped persons (Взамен ВСН 62-91*,
кроме требований к специализированным зданиям – постановление Госстроя России от 16.07.01 № 73) Дата введения 2001-09-01.
35
7.5. Проектирование инженерно-технических мероприятий гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций
Это наиболее важный раздел среди специальных. При разработке раздела следует руководствоваться следующими положениями: приложением к приказу МЧС России от 10.06.96 г., № 383 (согласован с Главгосэкспертизой России); требованиями СНиП 2.01.51-90 "Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны", СНиП II-11-77* "Защитные сооружения гражданской обороны" и исходными данными территориального органа управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям.
7.6. Технологический раздел проектирования технологических процессов промышленных предприятий, проектирование узлов и механизмов Обзор программных продуктов для проектирования промышленных предприятий, технологического раздела проекта
Программные продукты для проектирования: MechaniCS 6.0; АРМ WinMachine 2006 v. 9.2 и др.
7.7. Разработка раздела «энергоэффективность»
Данный раздел предполагает разработку мероприятий по повышению энергетической эффективности строящегося здания, сооружения.
Программные продукты для проектирования данного раздела: (ПК) «УЧЕТ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ»; Теплотехника; ПК «ЭЛЕКТРА» и др.
7.8. Разработка сметной документации в составе ПРОЕКТ(а). Обзор ПК
Это программный комплекс "WinRik" и др.
7.9. Составление спецификаций оборудования, изделий и материалов
Программные продукты для проектирования данного раздела: Альфа 5. Составление спецификаций оборудования, изделий и материалов и др.
36
7.10. Проектирование ОЗДС – охранно-защитная дератизационная система
Учитывая нетерпимую обстановку по заселенности грызунами объектов города и возможность осложнения, в связи с этим эпидемиологической обстановки по ряду особо опасных инфекционных заболеваний, Правительством Москвы принято Постановление № 379 от 27 апреля 1999 года «Об оснащении объектов города охранно-защитными дератизационными системами (ОЗДС)», а порядок проектирования, монтажа и эксплуатации ОЗДС регулируется соответствующим перечнем нормативных документов.
Программные продукты для проектирования данного раздела: AutoCAD и др.
7.11. Универсальные программные средства, используемые для проектирования специальных разделов ПРОЕКТа
Программные продукты для проектирования специальных разделов ПРОЕКТа: Hydraulic Calculator; WaterSteamPro 6.0; aspentech HYSYS 3.2; AutoPLANT 3D; PLANT-4D и др.
РАЗДЕЛ 8. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ. ОБЗОР ОСНОВНЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ
ИТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
8.1.Организационно - технологическое проектирование
строительства
Организационно-технологическая документация (ОТД) состоит из проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР), состав и содержание которых должны соответствовать нормативным требованиям.
8.2.Проектирование поточного строительного производства. Технология проектирования потоков
8.3.Сетевые модели планирования строительства. Проведение расчетов на сетевых моделях
8.4.Система задач автоматизированной разработки календарного плана строительства
37
8.5.Задачи автоматизации расчетов и графического построения строительного генерального плана, как элемента организационно-технологической документации строительства
8.6.Задачи автоматизированной разработки проекта производства строительных работ
8.7.Задачи автоматизации оперативно-диспечерского контроля и управления строительством
8.8.Задачи автоматизированного проектирования приобъектной системы складов и временных производственнобытовых сооружений
Программные продукты для проектирования документов ОТД:
MS Project; АРМ ППР (разрабчик ПКТИпромстрой); ГЕКТОР: АРМ ППР и др.
РАЗДЕЛ 9. ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ВЕКТОРИЗАТОРОВ, ГИБРИДНЫХ РЕДАКТОРОВ
Программные продукты для использования в качестве векторизаторов, гибридных редакторов: RasterDesk Pro 7.1; RasterDesk Pro 6.0 for AutoCAD 2000i/2002/2004 SP1; Vectory 6 и
другие.
РАЗДЕЛ 10. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
10.1. Графопостроители
Устройство отображения, предназначенное для вывода данных в графической форме на бумагу, пластик, фоточувствительный материал или иной носитель путем черчения, гравирования, фоторегистрации или иным способом.
10.2. Межсетевой экран
Межсетевой экран или сетевой экран — комплекс аппаратных или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов на различных уровнях модели OSI в соответствии с заданными правилами.
38
10.3. Мониторы
Монитор, дисплей — интерфейс системы «человек — аппаратура — человек». Преобразует цифровую и (или) аналоговую информацию в видеоизображение.
10.4. Компьютеры
Компьютер (англ. computer— «вычислитель») — машина для проведения вычислений. При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по заранее определённому алгоритму.
10.5. Плоттер
Плоттер — устройство для автоматического вычерчивания и/или вырезания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт, рекламных носителей на бумаге размером до A0 или кальке.
10.6. Принтер
Компьютерный принтер (англ. printer — печатник) — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.
10.7. Проекторы
Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме.
10.8. Сканер
Ска́нер (англ. scanner) — устройство, которое анализируя ка- кой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.
10.9. Компьютерные сети
Компьютерная сеть - представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи, или, другими словами, сеть представляет собой совокупность соединенных друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы.
10.9.1.Модем (для компьютеров)
Всамом общем случае, под модемом – понимается прибор для преобразования сигнала.
39
10.10. Дигитайзеры
Это приборы для беспроводной перьевой технологии. Они позволяет вам работать в цифровом режиме также, как это делается традиционными инструментами. Активная область моделирует бумажный лист.
РАЗДЕЛ 11. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПСД. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рынок автоматизированного проектирования успешно развивается на протяжении нескольких последних лет. Российская экономика идет вперед, хотя, может быть, и не такими темпами, как в начале 2000-х гг, но и этот рост промышленности обеспечивает подъем рынка автоматизированного проектирования.
Важную роль в подъеме рынка сыграло усиление внимания зарубежных поставщиков к нашей стране. За последние годы здесь открыли свои представительства компании Autodesk, PTC и Dassault Systemes. В результате вся четверка китов, вместе контролирующих более 60% мирового рынка САПР, имеет офисы в России (у UGS российское отделение было и раньше).
Таким образом, подъем российского рынка САПР и до 2009-го прогнозирует его рост на 27% в год.
40