2250

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

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Лобов Д.М., Савина Н.В.

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЫСОТНЫХ И БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ И ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, лабораторным занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Автоматизированное проектирование железобетонных конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений и деревянных конструкций большепролетных зданий»

по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений профиль Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород

2016

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

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Лобов Д.М., Савина Н.В.

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЫСОТНЫХ И БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ И ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, лабораторным занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине «Автоматизированное проектирование железобетонных конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений и деревянных конструкций большепролетных зданий»

по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений профиль Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Нижний Новгород

2016

2

УДК 624.011.1, 624.012, 69.04

Лобов Д.М., Савина Н.В. / Автоматизированное проектирование железобетонных конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений и деревянных конструкций большепролетных зданий [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / Д.М. Лобов, Н.В. Савина; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 27 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 лекциям, лабораторным занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Автоматизированное проектирование железобетонных конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений и деревянных конструкций большепролетных зданий» по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений профиль Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.

3

Оглавление

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Автоматизированное проектирование железобетонных конструкций высотных и большепролетных зданий и сооружений и деревянных конструкций большепролетных зданий» 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 расчётных строительных задач.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

−основные требования информационной безопасности;

−способы алгоритмизации расчётов 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 расчётные схемы, анализировать исходные данные и результаты расчётов 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;

−приёмами 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 уникальных 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 бескапи-тельного 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 беска-

пительном перекрытии по рекомендациям преподавателя

3.Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий

исооружений.

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

6

большепролетные здания и сооружения. Анализ результатов расчета.

Моделирование большепролетных конструкций в программе SCAD OFFICE: купола, оболочки 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 преподава-

теля)

4. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций по плоской расчетной схеме.

Особенности проектирования и расчета деревянных балочных конструкций. Построение геометрии конструкции. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Задание нагрузок, формирование загружений. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

Особенности проектирования и расчета ферменных конструкций из древесины с трапециевидным и треугольным очертанием пояса. Построение геометрии конструкции. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Задание нагрузок, формирование загружений. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета. Уточнение НДС верхнего пояса фермы. Учет разгружающего момента образующегося за счет неполного опирания верхнего пояса.

Особенности проектирования и расчета ферменных конструкций кругового очертания пояса с применением древесины (сегментные и линзообразные). Построение геометрии конструкции. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Задание нагрузок, формирование загружений. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета. Уточнение НДС верхнего пояса фермы. Учет разгружающего момента образующегося за счет стрелы подъема верхнего пояса.

Особенности проектирования и расчета деревянных решетчатых рам. Построение геометрии конструкции. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Задание нагрузок, формирование загружений. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

Особенности проектирования и расчета деревянных гнутоклееных рам. Построение геометрии конструкции. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Задание нагрузок, формирование загружений. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

Особенности проектирования и расчета деревянных арочных конструкций. Построение геометрии конструкции. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Задание нагрузок, формирование загружений. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

5. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций по пространственной расчетной схеме.

Особенности проектирования и расчета деревянных ребристых сводов. Особенности построения геометрии конструкции свода. Создание групп элементов и узлов. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Особенности задания нагрузок на конструкции свода. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

Особенности проектирования и расчета деревянного крестового свода. Особенности построения геометрии и задания нагрузок на конструкцию свода.

Особенности проектирования и расчета деревянных кружально-сетчатых сводов. Особенности по-

7

строения геометрии и задания нагрузок на конструкцию свода.

Особенности проектирования и расчета деревянных ребристых куполов. Особенности построения геометрии конструкции купола. Создание групп элементов и узлов. Задание условий примыкания элементов к узлам. Назначение жесткостных характеристик. Особенности задания нагрузок на конструкции купола. Управление расчетом. Анализ результатов расчета. Формирование отчета.

Особенности проектирования и расчета деревянных сетчатых куполов. Особенности построения геометрии сетчатых куполов различной разбивки (звездчатой, геодезической, кристаллической и т.д.)

Особенности проектирования и расчета деревянных куполов параболического очертания. Особенности построения геометрии и задания нагрузок на конструкции купола.

Особенности проектирования и расчета деревянных гиперболических оболочек. Особенности построения геометрии оболочек отрицательной кривизны. Особенности действия нагрузок на поверхность оболочки.

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 железобетонном пе-

рекрытии с капителями по рекомендациям преподавателя Основные принципы расчета монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном

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

8

11. 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.

12. Определение НДС деревянных конструкций с учетом истории нагружения.

Учет этапов монтажа конструкций при определении конечного НДС элементов. Моделирование процесса возведения здания.

Вариационное проектирование.

1.3 Порядок освоения материала

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

10