9529

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

Нижний Новгород

2017

1

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

(включая рекомендации для самостоятельной работы) по дисциплине

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

профиль Промышленное и гражданское строительство (программы академического и прикладного бакалавриата, Б.1.53.01.)

Нижний Новгород ННГАСУ

2017

2

УДК 624.04 (075)

П.А. Хазов Лабораторные работы по САПР: [Электронный ресурс]: учеб.- метод.пос./П.А.Хазов, Б.Б.Лампси; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ , 2017. – 34 с.; ил. 33 электрон. опт. диск (CD-RW)

Рассматриваются решения некоторых задач механики с помощью программновычислительного комплекса. Приводятся задания для выполнения студентами лабораторных работ по механике.

Предназначено для студентов вузов направления 08.03.01 Строительство, профиль Промышленное и гражданское строительство.

©П.А.Хазов, Б.Б.Лампси 2017 ©ННГАСУ, 2017

4

Введение

Для решения задач механики с помощью ЭВМ существует множество про-

граммно-вычислительных комплексов – SCAD, LIRA и пр. Эти программы позволяют 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 аналогичное «ручное» решение.

При этом существует ряд программ, позволяющих решить классические задачи при-

кладной 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

1.1 Задача 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 вводи-

мым стержнем будет стержень с жесткими связями по краям. Для назначения в пане-

ли управления выбирается меню «Настройки», затем «параметры…». В появившемся окне в разделе «параметры для новых стержней» необходимо выбрать тип связи «же-

сткая».

2. Ввод опорных узлов

На вертикальной панели команд выбирается команда «опорный узел». После двойного щелчка в любую область экрана открывается окно «Свойства узла». Вво-

дятся координаты первого опорного узла – х = 0, у = 0. Для моделирования шарнир-

но-подвижной опоры воспользуемся стержнем с шарнирами по концам. Тогда опор-

ный узел должен располагаться на любом расстоянии ниже точки закрепления балки,

а координата х опорного узла должна совпадать с таковой у точки закрепления. На-

пример, вводятся координаты х = 15, у = - 1. Тогда закрепляемый узел балки превра-

6

тится в свободный. В случае, если узел оказался за границами экрана, необходимо выбрать команду «показать всю конструкцию» 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 область экрана открывается окно

«Свойства узла». Поочередно вводятся координаты свободных узлов. Схема на экра-

не 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 добавле-

ния стержня поочередно выбираются его начальный (левый) узел и конечный (пра-

вый) узел. Если узлы лежат на одной прямой, недостаточно соединить их одним стержнем, стержней должно быть столько, сколько промежутком между узлами. Так же необходимо ввести и опорный стержень. Для отображения номеров узлов и стержней на горизонтальной панели выбирается команда «Включить/Выключить но-

мера элементов». После ввода стержней схема на экране примет вид (рис.1.3):

Рис.1.3

Схема балки после ввода стержней

7

5. Установка шарниров

Для установки шарниров в вертикальном меню выбирается команда «редакти-

рование», после чего выполняется двойной щелчок по первому стержню. В открыв-

шемся окне для начального узла устанавливается тип связи «шарнир». Затем анало-

гично 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 выбираются со-

ответствующие команды на вертикальной панели, а в открывающихся окнах вводятся соответствующие значения. Для моделирования сосредоточенного момента необхо-

димо задать пару сил. Для этого вводятся узлы, ограничивающие 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 уз-

лом 2 стержнями, а по краям прикладывается пара сил, сонаправленная с моментом и численно равная ему (рис.1.5):

Рис.1.5

Схема балки после задания нагрузки

7. Чтение результатов

Для удобства чтения результатов рекомендуется выбрать а горизонтальной па-

нели команду «Включить/Выключить нагрузки». Затем на горизонтальной панели по-

очередно выбираются команды R (реакции), М (моменты) и Q (поперечные силы). Ре-

зультаты расчета показаны на рис.1.6.

8

В случае наложения результатов рекомендуется воспользоваться приближением (команда «увеличить» на горизонтальной панели).

(а)

(б)

(в)

Рис.1.6

Опорные реакции (а), моменты (б), поперечные силы (в) в балке

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.

9

Рис. 1.7

1.2. Задача 2

Построение эпюр моментов, поперечных и продольных сил в статически определимой раме с помощью ПВК «Полюс»

Для статически определимой рамы (рис.2.1) требуется с помощью ПВК «Полюс»:

1.Определить опорные реакции;

2.Построить эпюру моментов, эпюру поперечных сил, эпюру продольных сил.