МК ВОПРОСЫ И ЛЕКЦИИ / Razdel_2_2
.pdfВтретьей - сосредоточены параметры настройки процесса анализа устойчи-
вости.
Вчетвертой - задается максимальное число итераций при решении нелинейных задач.
Пятую - составляют параметры управления ходом вычислений.
Вшестой - находятся параметры управления протоколом выполнения рас-
чета.
Значения параметров управления расчетом, используемые по умолчанию, соответствуют значениям, заданным при настройке комплекса (пункт меню Параметры расчета в разделе Опции окна управления проектом). Изменения, вносимые в эти данные при запуске на расчет конкретной задачи, запоминаются только для этой задачи.
Рассмотрим назначение основных параметров управления расчетом. Точность разложения матрицы – определяет минимальную величину по
диагонали треугольного разложения матрицы жесткости, появление которой следует рассматривать как признак геометрической изменяемости системы.
Точность решения собственной проблемы – определяет точность решения задачи на собственные значения.
Допустимая погрешность при решении системы уравнений – определяет допустимую погрешность в режиме контроля решения системы уравнений.
Масштабный множитель – используется для ограничения интервала поиска коэффициента запаса устойчивости. Если значение коэффициента больше заданного значения параметра, система считается устойчивой.
Точность вычислений – параметр задает критерий окончания итерационного процесса поиска коэффициента запаса устойчивости. При очень малых значениях этого параметра время расчета может существенно увеличиться.
Последние два параметра имеют приоритет перед аналогичными параметрами, заданными при подготовке исходных данных для постпроцессора анализа устойчивости.
Точность определения формы потери устойчивости – допустимая погреш-
ность при определении формы потери устойчивости.
Кроме того могут быть заданы метод оптимизации матрицы жесткости, ширина ленты и порядок системы, при которых не выполняется оптимизация матрицы жесткости и максимальное количество итераций при определении форм потери устойчивости.
Три параметра используются для управления формированием протокола выполнения расчета:
Максимальное количество ошибок – количество ошибок в исходных дан-
ных, сообщения о которых попадают в протокол.
Максимальное количество предупреждений – количество предупреждений
овозможных ошибках в исходных данных, сообщения о которых попадает в протокол.
Учет нагрузок в связях – при активизации этой опции в протокол попадают значения суммарных нагрузок в узлах с учетом нагрузок, приходящих в узлы с наложенными связями.
Опция Автоматический вызов расчетных постпроцессоров позволяет включить или отключить вычисление расчетных сочетаний усилий, комбинаций
загружений, анализ устойчивости и другие задачи, для которых подготовлены исходные данные, после выполнения статического и динамического расчетов.
9. Специализированные автономные программы - сателлиты комплек-
са SCAD Office
Комплекс SCAD используется при расчете и проектировании конструкций различного вида и назначения. Имея в своем составе развитые средства подготовки данных, расчета и анализа результатов, он не накладывает практических ограничений на размеры и форму проектируемых сооружений. Вместе с тем для инженера-проектировщика не менее (а во многих случаях и более) важными являются «простые» задачи, решение которых занимает у него заметную часть времени. Проверка сечений элементарных балок, сбор нагрузок на элементы конструкции, определение геометрических характеристик составных сечений — вот далеко не полный перечень такого рода рутинных проектных задач.
Указанные обстоятельства стимулировали разработку серии «малых» про- грамм-сателлитов ВК SCAD, ориентированных на решение массовых задач проектирования (см. рис. 9.1). Вместе с вычислительным комплексом они составляют единый пакет SCAD Office. При разработке программ-сателлитов предусматривается общность представления данных, способов управления, используемых форм проверки нормативных требований и показа результатов таких проверок, документирования работы и т.п. При этом любая из программ, входящая в пакет SCAD Office, может использоваться в автономном режиме.
Рис. 9.1 Автономные программы-сателлиты комплекса SCAD 9.1. Проектно-аналитические программы-сателлиты
Проектно-аналитические программы КРИСТАЛЛ, КАМИН, АРБАТ предназначены для проведения экспертизы и расчета элементов стальных и железобетонных конструкций в соответствии с требованием нормативной документации (СНИП, ДБН и т.д.).
КРИСТАЛЛ – программа предназначена для выполнения проверок элементов и соединений стальных конструкций на соответствие требованиям нормативных документов, а именно СНиП II-23-81* «Стальные конструкции».
В программе реализованы следующие режимы работы: стали, сортамент металлопроката, болты, предельная гибкость, коэффициенты условий работы, огибающие, геометрические характеристики, расчетные длины, сопротивление сечений, болтовые, фрикционные и сварные соединения и т.д.
КАМИН – программа предназначена для проверок несущей способности конструктивных элементов каменных и армокаменных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» и документов, выпущенных в развитие и дополнение этих норм.
АРБАТ – программа предназначена для подбора и проверки существующей арматуры в элементах железобетонных конструкций (неразрезные балки и колонны), а также для вычисления прогибов в железобетонных балках согласно требованиям СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Расчет выполняется по предельным состояниям первой и второй группы для расчетных сочетаний усилий (РСУ), выбираемых автоматически в зависимости от заданных нагрузок в соответствии с требованиями ДБН В.1.2.2-2006 «Нагрузки и воздействия».
Подбор и проверки выполняются для железобетонных конструкций из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов с применением арматурной стали класса А-I, A-II, A-III, A-IV, A-V и A-VI, а также арматурной проволоки класса
ВР-I.
Кроме указанных функций АРБАТ выполняет в определенной степени и роль справочника, с помощью которого можно уточнить некоторые данные относительно сортамента и характеристик арматуры, нормативного и расчетного сопротивления, а также коэффициентов условий работы бетона.
9.2. Проектно-конструкторские программы-сателлиты Проектно-конструкторские программы КОМЕТА и МОНОЛИТ предна-
значены для разработки конструкторской документации на стадии детальной проработки проектного решения узлов металлических конструкций и монолитных железобетонных элементов.
КОМЕТА – программный комплекс предназначен для расчета и проектирования узлов стальных конструкций зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве. В комплексе реализован подход, в котором при проектировании используется набор параметризованных конструктивных решений узлов (прототипов). В процессе проектирования параметры прототипов изменяются в зависимости от заданных условий применения (усилий, материала и т.п.) и установленных норм проектирования.
Комплекс реализован как широкая гамма прикладных программ для проектирования самых разнообразных узлов стальных конструкций.
Основной задачей, решаемой комплексом KОМЕТA, является получение технического решения узла, соответствующего выбранному варианту норм проектирования, которое удовлетворяет заданным условиям применения. Результатом работы является чертеж узла и данные о прочности его отдельных элементов (деталей конструкции, сварных швов, болтов и т.д.).
МОНОЛИТ – Программа предназначена для проектирования железобетонных монолитных ребристых перекрытий, образованных системой плит и балок, опирающихся на колонны и(или) стены. Система разработана в соответствии с требованиями норм – СНиП 2.03.01-84. “Бетонные и железобетонные конструкции».
Результатом работы программы является необходимый комплект рабочих чертежей перекрытия: опалубочный план с характерными сечениями, планы
верхней и нижней арматуры плиты (раскладка арматурных сеток), арматурные чертежи балок, чертежи сварных каркасов и сеток, использованных для армирования плит и балок, ведомость деталей, ведомости расхода стали по балкам, плитам и сводная, а также спецификации по балкам, плитам и сводная, приводятся необходимые примечания. В подсистеме предусмотрена полная унификация арматурных изделий.
Все выходные документы готовятся в стандартном формате большинства используемых печатающих устройств А4. Но можно выводить их и на устройства другого формата, а также Plotter.
Для доработки выходных документов предусмотрена возможность импорта результатов в форматы DXF - файлов системы AutoCAD.
9.3. Вспомогательные программы-сателлиты Вспомогательные программы Конструктор сечений, КОНСУЛ, ТОНУС,
СЕЗАМ, ВЕСТ, ФОРУМ, КРОСС предназначены предназначенные для «обслуживания» ПВК SCAD и обеспечивающие формирование и расчет геометрических характеристик различного вида сечений стержневых элементов.
Конструктор сечений – программа предназначена для формирования произвольных составных сечений из стальных прокатных профилей и листов, а также расчета их геометрических характеристик, необходимых для выполнения расчета конструкций. Вычисления выполняются по обычным правилам сопротивления материалов, при этом момент инерции при свободном кручении приближенно определен как сумма моментов инерции свободного кручения профилей, составляющих сечение.
По результатам расчета геометрических характеристик сечения формируется отчет. Отчет представляет собой файл в формате RTF (Rich Text Format). После завершения формирования автоматически вызывается приложение, с которым ассоциирован формат RTF (например, MS Word или WordPad).
Результаты расчета геометрических характеристик могут экспортироваться в вычислительный комплекс Structure CAD, а также в систему для расчета и экспертизы элементов стальных конструкций КРИСТАЛЛ.
КОНСУЛ – программа предназначена для формирования произвольных сечений, а также расчета их геометрических характеристик, исходя из теории
сплошных стержней.
В результате расчета могут быть получены следующие основные характеристики – площадь поперечного сечения, значения моментов инерции, радиусы инерции, моменты сопротивления, крутильные и секториальные характеристики, координаты центра изгиба.
Графические интерактивные средства обеспечивают формирование сложных сечений произвольной формы с отверстиями и включают функции сглаживания углов, корректировки контура сечения и координат вершин, переноса группы выбранных вершин. В программе предусмотрен импорт сечений из файлов форматов DXF и DWG, а также работа с параметрическими сечениями, заданными пользователем.
Вычисленные геометрические характеристики могут быть использованы в комплексе Structure CAD при задании жесткостных характеристик элементов.
ТОНУС – программа предназначена для формирования сечений, а также расчета их геометрических характеристик, исходя из теории тонкостенных стержней.
В результате расчета могут быть получены следующие основные характеристики — площадь поперечного сечения, значения моментов инерции, радиусы инерции, моменты сопротивления, крутильные и секториальные характеристики, координаты центра изгиба.
Графические интерактивные средства обеспечивают формирование произвольных (в том числе открыто-замкнутых) тонкостенных сечений. В программе предусмотрен импорт сечений из файлов форматов DXF и DWG, а также работа с параметрическими сечениями, заданными пользователем.
Вычисленные геометрические характеристики могут быть использованы в комплексе Structure CAD при задании жесткостных характеристик элементов.
СЕЗАМ – программа предназначена для поиска сечения типа коробка, двутавр или швеллер, наиболее близко аппроксимирующего заданное произвольное сечение по геометрическим характеристикам. Учитывая, что все нормативные документы ориентированы на проверку сечений только определенного типа, полученное в результате аппроксимации сечение может быть использовано в расчетных программах для учета упругопластической стадии работы, проверки устойчивости плоской формы изгиба, выпучивания из силовой плоскости и других проверок.
Исходное сечение может быть задано как файл, полученный в результате работы программ Конструктор сечений, Консул и Тонус, набором геометрических характеристик или как составное сечение из предлагаемого в программе набора прототипов (например, два швеллера, два двутавра, и т.д.).
Для заданного сечения аппроксимируются следующие характеристики — площадь, главные моменты инерции, моменты сопротивления.
ВЕСТ – программа предназначена для выполнения расчетов, связанных с определением нагрузок и воздействий на строительные конструкции в соответствии с рекомендациями ДБН 1.2.2-2006 «Нагрузки и воздействия». В программе реализованы наиболее часто встречающиеся случаи нагружения, а также те случаи, для которых выполнение требований ДБН связано с достаточно сложной логикой и которые, как свидетельствует опыт, наиболее часто приводят к ошибкам.
Информационно-справочный раздел программы включает следующие режимы:
Плотности – содержит данные о плотностях основных строительных материалов;
Местность – используется для определения параметров нагрузок, которые зависят от географического положения площадки строительства;
Коэффициенты – справочные данные о значениях коэффициента надежности по нагрузке f.
Расчетные режимы представлены следующим набором:
Собственный вес – режим дает возможность определить значение нагрузки от собственного веса многослойного пакета из различных материалов, приходящейся на единицу площади;
Временные – определяются значения равномерно распределенных времен-
ных нагрузок (полные и пониженные значения) в различных помещениях в соот-
ветствии с указаниями ДБН 1.2.2-2006 «Нагрузки и воздействия»; Ветер – режим предназначен для вычисления статической компоненты вет-
ровых нагрузок для сооружений различного типа из числа предусмотренных приложением И ДБН 1.2.2-2006 «Нагрузки и воздействия»;
Снег – режим предназначен для вычисления снеговых нагрузок для сооружений различного типа из числа предусмотренных приложением 3 СНиП
01.02.07-85*;
Температура – режим предназначен для определения температурных воздействий по СНиП 01.02.07-85*.
ФОРУМ – препроцессор, используемый для формирования укрупненных моделей и при импорте данных из архитектурных систем.
В отличие от конечноэлементных моделей, где в качестве «кирпичиков», из которых складывается расчетная схема, выступают конечные элементы, в основу модели в препроцессоре ФОРУМ положены укрупненные элементы (объекты), максимально приближенные по своему назначению и наименованию к функциональным составным частям реального сооружения. В их число входят такие, наиболее часто используемые объекты, как колонны, балки, стены, перекрытия и крыши. Группы объектов могут быть объединены в более крупные подсистемы сооружения – блоки. Как правило, объединение выполняется по позиционному принципу, при котором в один блок входят элементы, моделирующие один этаж сооружения или одна секция многосекционного здания, хотя возможны и другие условия группировки (например, блоком можно объявить все колонны здания).
Такой подход к моделированию часто используется в системах автоматизированного проектирования архитектурной части проекта, что создает предпосылки к переходу от архитектурной модели к расчетной и, в какой-то мере, упрощает создание.