Онлайн-курс SOFiSTiK будет полезен конструкторам, которые работают с расчетами строительных конструкций. Программный комплекс дает возможность учитывать множество факторов в расчете, что позволяет более эффективно и быстро выполнять поставленные задачи. Данный курс находится в открытом доступе для ознакомления. По нему нет консультаций и сертификации.
Доступ к курсу доступен бесплатно по промокоду «SOFISTIK»
разделов: 3
Войти , или если вы еще не зарегистированы, зарегистрируйтесь
Общие сведения
Доступно для изучения
1.1. Общие сведения о ПК
1.2. Успехи Российских пользователей
1.3. Мировой опыт
Скачивание и активация
Доступно для изучения
2.1. Скачивание и установка
2.2. Обновление ПО
2.3. Активация пробной версии
Основы работы
Доступно для изучения
3.1. Введение
3.2. Создание нового проекта
3.3. Ввод материалов и поперечных сечений
3.4. Построение модели и ввод нагрузок
3.5. Определение сочетаний
3.6. Линейный расчёт и построение РСУ
3.7. Конструктивные расчёты
3.8. Документирование результатов
3.9. Использование справки
- 1.1. Общие сведения о ПК
- 1.2. Успехи Российских пользователей
- 1.3. Мировой опыт
- 2.1. Скачивание и установка
- 2.2. Обновление ПО
- 2.3. Активация пробной версии
- 3.1. Введение
- 3.2. Создание нового проекта
- 3.3. Ввод материалов и поперечных сечений
- 3.4. Построение модели и ввод нагрузок
- 3.5. Определение сочетаний
- 3.6. Линейный расчёт и построение РСУ
- 3.7. Конструктивные расчёты
- 3.8. Документирование результатов
- 3.9. Использование справки
Откройте доступ к курсу SOFiSTiK, введите промокод
Расчет монолитного железобетонного здания со свайно-плитным фундаментом в программе SOFiSTiK . №1
Источник: kilonewton.ru
Инструмент для расчетного обоснования конструкций и архитектурных фантазий
АО «ИТП» (Институт технологий преднапряжения, Москва) — проектная организация, которая занимается разработкой проектной, нормативной и технологической документации, а также оказывает услуги по техническому сопровождению, строительным лабораторным испытаниям и консультационные услуги компаниям, специализирующимся на строительстве объектов с применением систем предварительного напряжения конструкций.
Потребность в программном обеспечении для расчета предварительно напряженных конструкций зданий и мостов была связана с выделением группой компаний СТС в 2017 году отдельной бизнес-единицы — Института технологий преднапряжения. Организация начала искать программное обеспечение, которое позволяло бы не только эффективно решать задачи расчета, но и было максимально универсальным.
С простыми задачами к нам не обращаются
Выбор решения для МКЭ-анализа конструкций был непростым. Компания планировала разрабатывать разнообразные проекты конструкций. Самые распространенные сооружения, для которых требуются расчеты преднапряжения, — это мосты. Они линейные, характеризуются большой длиной пролетов, а их поперечные размеры гораздо меньше длины. Но в компании понимали, что мостовые проекты не будут составлять 90% заказов.
КАКУЮ ПРОГРАММУ ВЫБРАТЬ ДЛЯ РАСЧЕТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
Второе направление — это плоскостные конструкции и сооружения, то есть перекрытия офисных зданий, торгово-развлекательных комплексов, отелей и т.п. «Они характеризуются тем, что их необходимо рассчитывать не в стержневой расчетной схеме — требуется применять плоскостные элементы. При этом архитекторы обычно не стесняются: форма плиты в плане может быть совершенно произвольной, и распространены не только прямолинейные, но и выпуклые, скругленные конструкции, с углами. Полет фантазии архитекторов ничем не ограничен», — объясняет главный инженер проектов Института технологий преднапряжения Ренат Тулумбаев.
При этом часть программ, которые можно было использовать для расчета мостов, либо в принципе не позволяли рассчитывать преднапряжение в случае со зданиями, либо с их помощью было очень неудобно моделировать конструкции таких объектов.
Также имелась перспектива работы по таким объектам, как резервуары для сжиженного природного газа или защитные оболочки атомных станций. Форма подобных резервуаров конструктивно сложная. Это сооружение диаметром 60 м и высотой 40 м. И арматура с предварительным напряжением располагается не просто по периметру — она еще и отгибается в вертикальной плоскости. Так что в этом случае расчеты нужно вести с учетом пространственного размещения напрягаемой арматуры: здесь не подходит ни линейная схема, где в основе стержневые элементы, ни плоскостная расчетная схема, которая используется для перекрытий в здании, — необходимо работать в 3D.
«Выстраивая стратегию развития, мы искали программный комплекс МКЭ-анализа, который хорошо рассчитывает и мосты, и здания, и любые пространственные конструкции с преднапряжением. Вишенкой на торте были вантовые системы — СТС планировала заниматься и ими. Все это означало необходимость выполнять большое количество расчетов конструкций — в том числе для сопровождения самой технологии выполнения строительных работ. Так что требования к программному комплексу у нас были весьма серьезными», — комментирует директор по проектированию Института технологий преднапряжения Максим Марченко.
Выбор расчетного комплекса и адаптация
Процесс поиска решения тоже оказался нетривиальным: специалисты проанализировали все присутствовавшие на рынке программные пакеты и сравнили их преимущества и недостатки. Для работы с плоскостными и пространственными сооружениями можно было выбрать несколько программных пакетов, но в большинстве своем это были МКЭ-программы общего применения, распространенные в сфере машиностроения, а не адаптированные для задач строительства. Ряд комплексов был отсеян из-за отсутствия удобного внутреннего языка программирования.
В результате выбор был сделан в пользу ПК SOFiSTiK, так как данное МКЭ-решение адаптировано для анализа строительных конструкций и в нем работать проще, удобнее и быстрее. «К тому же в ПК SOFiSTiK удобно задавать параметры предварительного напряжения конструкций, технологически хорошо учтены важные для конструктора нюансы, поэтому не надо придумывать способ для моделирования. Хотя в скорости моделирования SOFiSTiK и уступает некоторым импортным программным комплексам, для нас он оказался оптимальным», — отмечает М.С. Марченко, директор по проектированию.
Ледовый дворец в г.Екатеринбурге
Партнером по адаптации и внедрению Института технологий преднапряжения стала инженерно-консалтинговая компания ПСС ГРАЙТЕК, специалист которой провел углубленное обучение инженеров и осуществил настройки программы к требованиям заказчика.
Мост через р.Оку в г.Муроме (трасса М-12)
Мост через р.Зею в г.Благовещенске
«В свое время компания ИТП приобрела программный комплекс SOFiSTiK 2018 года, многие модули и инструменты выглядели тогда непривычно — не так, как в актуальной версии SOFiSTiK 2023. Академичный и строгий интерфейс SOFiSTiK 2018 поначалу вызывал некоторые сложности в изучении. В связи с этим мы еще на старте проекта решили, что для быстрого и углубленного освоения возможностей анализа в данном продукте нам необходимы как первичное обучение работе с программой, так и совместная работа над проектом конструкции с опытным сотрудником-ментором. Такая возможность нам была предоставлена компанией ПСС ГРАЙТЕК, что позволило успешно и в срок выполнить все необходимые расчеты преднапряженных конструкций», — заявляет Максим Марченко.
Научно-космический центр им. Хруничева
Отметим, что начиная с версии SOFiSTiK 2020 в программе доступен современный ленточный интерфейс, как и в большинстве ПК МКЭ-анализа конструкций.
Обучение специалистов ИТП было разбито на четыре этапа. Первый предполагал базовое освоение функционала решения группой специалистов института. Второй — специализированный: он был посвящен расчетам преднапряжения мостов. Третий снова был базовым, но уже для других сотрудников.
Последний был максимально персонализированным и углубленным: его программа была основана на тех вопросах, которые накопились у сотрудников за время использования программного продукта — это эксклюзивная практика для SOFiSTiK. До сих пор специалисты ПСС ГРАЙТЕК в рамках технологического сопровождения тесно взаимодействуют с ИТП и дают разъяснения в случае такой необходимости.
Сложные объекты
Сейчас институт использует SOFiSTiK при работе над разнообразными и зачастую весьма сложными объектами. Один из них — высотное (более чем 60-этажей) общественное здание.
«Совместно с СТС мы получили заказ не только просчитать балки, чтобы они держали это здание, но и осуществить поставку строительных материалов, выполнить непосредственно строительно-монтажные работы. Особенность конструкции здания заключалась в том, что по двум из четырех сторонам здания по периметру полностью убрали колонны, то есть более 60 этажей стоят на трансферных балках высотой в этаж. Трансферная конструкция очень объемна, потому что на ней стоит всё здание, к тому же здесь была применена сложная прямолинейная форма преднапряжения, а при расчете пучков преднапряжения важно было учесть стадийность возведения конструкции», — рассказывает об особенностях проекта Ренат Тулумбаев.
По его словам, стадийность возведения предполагала такую схему работы: построили одну треть этажей — натянули пучки, построили еще часть этажей — снова натянули. Поэтому требовалось, чтобы программный комплекс позволял рассчитать преднапряжение с учетом ползучести и усадки бетона и многих других параметров. «В такой ситуации мало какая другая программа, кроме SOFiSTiK, смогла была справиться: моделировать пришлось всё здание, все колонны, все стены, чтобы собрать правильную нагрузку на трансферные конструкции», — заявляет Ренат Тулумбаев.
Работы над проектом велись около года и предполагали огромное количество итераций, поскольку трансферные конструкции пересекались с вышележащими колоннами, с перекрытиями различных уровней. В связи с этим, чтобы найти правильный оптимальный вариант, приходилось перемещать элементы, контролировать перемещения на верхних этажах. На данный момент объект находится в завершающей стадии строительства.
Резервуар для хранения СПГ
Еще одна любопытная сфера применения — вантовые мосты. Сейчас в России на системе СТС строятся два моста, а Институт технологий преднапряжения осуществляет для них расчетное сопровождение. Ванты — это прямолинейные кабели, которые от высоких опор идут к пролету моста. Такая линия состоит из отдельных канатов (до 91 каната в одной ванте), и каждый из них необходимо монтировать по одному и натягивать.
«Когда натянули один канат и начинают натягивать второй, то узлы крепления первого сдвигаются друг к другу и величина преднапряжения в пучке ослабевает. И с каждым следующим канатом всё меняется. Необходимо добиться того, чтобы усилия во всех канатах были одинаковы, — разъясняет Владислав Горячкин, руководитель отдела расчетов АО «ИТП». — При этом следует учитывать, что канат — это не жесткий, а гибкий элемент, он провисает. Поэтому необходимо так рассчитать усилия натяжения канатов, чтобы при натяжении каждого следующего каната усилия в предыдущих падали, но в результате получились те показатели, которые заданы основным проектировщиком. То есть зачастую произвести эти расчеты гораздо сложнее, чем рассчитать сам вантовый мост, — но мы успешно выполняем их в ПК SOFiSTiK».
Кроме того, в случае с вантовыми конструкциями надо просчитывать и то, как ванты колеблются от ветра: необходимо ставить демпферы, которые будут этому препятствовать. То есть требуется выполнять еще и динамические нелинейные расчеты — с целью использования для этого ПК SOFiSTiK институт разработал свою пошаговую методологию.
Эксперт института уверен, что выбор в пользу программного комплекса МКЭ-анализа конструкций SOFiSTiK полностью оправдал себя. Конечно, с ним могли бы конкурировать общепромышленные программные комплексы КЭ-анализа, но только в решении отдельных задач. Для остального же пришлось бы дополнительно покупать другие программные продукты.
К тому же SOFiSTiK решает и много других задач конструкторов и проектировщиков. Например, для составления отчетов и расчетных записок сотрудники института сделали свои шаблоны и формы, в которые автоматически вносятся результаты расчетов в нужном виде. Если бы использовалось несколько программных решений, пришлось бы разрабатывать их для каждого.
SOFiSTiK — это универсальный и всеобъемлющий по своим функциям программный комплекс расчета конструкций методом конечных элементов, разработанный специально для анализа строительных конструкций инженерами и разработчиками в Германии. Уже несколько десятилетий поколения инженеров конструкторов и расчетчиков строительных конструкций многих стран на нескольких континентах используют ПК МКЭ SOFiSTiK в своей повседневной работе над проектами уникальных конструкций.
«ПК SOFiSTiK обеспечивает решения самых сложных расчетных задач для различных типов конструкций и сооружений: проектирование мостов и транспортных сооружений, высотных, большепролетных и уникальных зданий, проектирование металлоконструкций, геотехнический анализ, динамика и CFD-анализ, расчет огнестойкости при пожаре и многое другое. Благодаря уникальной концепции разработчиков, ПК обладает высокой степенью адаптации под требования пользователя для создания широкого спектра корпоративных практических расчетных приложений, предназначенных для углубленного анализа конкретных типов конструкций или воздействий. ПК SOFiSTiK предоставляется бесплатно для тестирования, все студенты и преподаватели вузов могут без ограничений использовать ПК в своей учебной и научно-исследовательской деятельности. Компания ПСС ГРАЙТЕК обеспечивает обучение и консультации пользователей. ПК предоставляется в странах СНГ и РФ с интерфейсом на русском языке», — заявил технический директор ПСС ГРАЙТЕК Константин Биктимиров.
- МКЭ-анализ
- sofistik
- расчет
- предварительно напряженные конструкции
- ПСС ГРАЙТЕК
Источник: sapr.ru
Программный комплекс МКЭ-анализа конструкций SOFiSTiK для российских стадионов мирового класса к ЧМ 2018
Компания «Инфорспроект», разработчик конструктивных решений ряда уникальных зданий и сооружений, успешно применяет программный комплекс МКЭ-анализа конструкций SOFiSTiK для расчета железобетонных конструкций стадионов «Самара Арена» и «Екатеринбург Арена», строящихся для Чемпионата мира по футболу 2018 года. Применение ПК SOFiSTiK позволяет повысить качество расчетных обоснований и сократить сроки проектирования конструкций, в том числе – за счет минимизации времени внесения изменений в расчетные модели и схемы загружений конструкций. Партнером «Инфорспроект» по проекту выступила российская инженерно-консалтинговая компания ПСС.
Компания «Инфорспроект» начала применение ПК МКЭ-анализа конструкций с 2012 года, постепенно набирая опыт и навыки ведения расчетов, сейчас он применяется для расчетного обоснования практически всех объектов, которые проектируют специалисты компании. Для некоторых зданий и сооружений в SOFiSTiK были созданы целиком расчетные схемы, а для некоторых – рассчитывались узлы или фрагменты конструкций. + +
«Расчетный программный комплекс – это инструмент инженера-конструктора. Он должен быть удобным, дружелюбным, стабильным и современным. Всеми этими свойствами обладает уникальный комплекс МКЭ-анализа конструкций SOFiSTiK, поэтому выбор был сделан в его пользу, – прокомментировал выбор решения Андрей Иващенко, главный специалист компании «Инфорспроект». – Программный комплекс SOFiSTiK создан для расчета именно строительных конструкций. Поэтому интерфейс программы инженерам-конструкторам понятен на интуитивном уровне – программа «знает и понимает», что нужно пользователю, а пользователь знает, где искать необходимые данные.
+
SOFiSTiK обладает большим потенциалом, так как это очень мощный расчетный комплекс с богатым набором функциональных возможностей, который позволяет решать практически любые задачи анализа строительных конструкций, включая геометрически и физически нелинейные задачи, динамический анализ, геотехнический анализ и совместное взаимодействие в единой модели «грунт-сооружение», «обдувка» ветровым потоком CFD. Он идеально подходит для расчета всех строительных конструкций любых типов и размеров – от небольших ответственных элементов сооружений до сложных высотных комплексов зданий целиком». + +
При работе над проектами стадионов «Самара Арена» и «Екатеринбург Арена», которые относятся к категории уникальных, использовался ПК SOFiSTiK. В проектах обоих стадионов были разработаны железобетонные конструкции основного несущего каркаса и примыкающих конструкций инфраструктуры.
+
При этом каждый из проектов имеет свои особенности. Так, конструкция чаши стадиона «Самара Арена» представляет собой комплекс монолитных железобетонных рам, располагающихся перпендикулярно футбольному полю. Рамы объединены в пространственную конструкцию. Несущими элементами радиальных рам наряду с колоннами являются наклонные балки складок трибун. + +
Складка трибун опирается на наклонную радиальную балку и состоит из балочных и плитных частей, представляющих собой единое целое и работающих совместно. Конструкции трибун и подтрибунных помещений разбиты в кольцевом направлении на 8 температурных блоков. Фундамент стадиона – монолитная железобетонная плита. + +
Покрытие над трибунами стадиона представляет собой радиально-кольцевой купол. Поверхность покрытия образована частью сферы радиусом 317,3 м. Основные несущие элементы покрытия – 32 радиальные консоли в виде трехпоясных решетчатых ферм из стальных круглых труб. Высота радиальных ферм переменная с максимальным размером на опоре 9 м. Консоли имеют наклонные промежуточные опоры, установленные по радиусу 270,4 м. Пролет внешней кольцевой части покрытия – 79,6 м.
+
«На данный момент на стройке в Самаре строительные работы над железобетонными конструкциями основного каркаса находятся на финишной стадии – это верхний ярус трибун. Это очень большой объект, объем бетона которого – порядка 230 тыс. куб. метров. Также этот стадион отличается очень большим объемом второстепенных конструкций, таких как подпорные стены, подземные вентиляционные каналы, подиум обходной галереи вокруг стадиона длиной примерно 1 км, наружные лестницы и пандусы. + +
Объем бетона этих конструкций – примерно 30 тыс. куб. метров, что сопоставимо с объемом бетона маленького стадиона, – рассказывает об особенностях проектов Андрей Иващенко. – В Екатеринбурге создание железобетонных конструкций также уже находится на финишной стадии. Но этот объект меньше по своим габаритам, общий объем бетона – 65 тыс. куб. метров. Этот стадион компактней из-за меньшей вместительности трибун и благодаря устройству временных трибун для проведения ЧМ-2018, а также из-за пространства, ограниченного периметром существующих исторических стен стадиона».
+
Конструктивная схема стадиона в Екатеринбурге представляет собой комплекс разноэтажных монолитных железобетонных рам, располагающихся вокруг футбольного поля, перпендикулярно к нему. Радиальные рамы объединяются в пространственную конструкцию. По внутреннему контуру этажерка подтрибунных помещений представляет собой прямоугольник размером 125х85 м. По внешнему контуру трибуны в плане представляют собой окружность диаметром примерно 178 м. Железобетонная чаша стадиона разделена на 8 температурных блоков. Вся нагрузка от покрытия стадиона передается на 8 пилонов. Конструкция пилона представляет собой стальную трубу диаметром 3 метра, заполненную бетоном. + +