Наибольшее широко при проектировании строительных конструкций зданий в России для прочностного и деформационного расчета строительных конструкций, применяются основанные на методе конечных элементов расчетные программные комплексы Лира, SCAD-Officе, MicroFe, Stark и некоторые другие, с меньшими возможностями или для решения некоторых более узких специфических задач.
Для моделирования напряженно-деформированного состояния строительных конструкций в этих программах в основном используется метод конечных элементов (МКЭ).
Процесс применения программных комплексов при автоматизированном компьютерном проектировании конструкций, использующих МКЭ, делится на несколько этапов.
На 1-м этапе определяется структура расчетной модели, выявляются границы проектирования объекта, предварительно назначаются сечения несущих элементов, типы и примерные размеры конечных элементов.
На 2-м этапе производят создание сетки конечных элементов.
Основы расчета строительных конструкций
Рис. 1. Фрагмент модели плиты перекрытия
Рис. 2. Моделирование купола защитной оболочки АЭС
На 3-м этапе назначаются сечения и толщины конструктивных элементов, модули упругости и другие характеристики конструкционных материалов.
На этом же этапе задаются краевые условия закрепления конструкций.
Для отдельных конструкций могут быть смоделированы шарнирные или полушарнирные закрепления, причем отдельно задается возможность смещения и отдельно – возможность поворота конструкций относительно узловой точки.
На 4-м этапе задаются расчетные нагрузки на конструкции и на сооружение в целом.
В ряде случаев проверяются различные сочетания нагрузок, так как не всегда очевидно, какое сочетание будет определяющим для подбора сечений конструкций.
5-й этап – это собственно расчет.
В начале расчета программа проверяет правильность составления расчетной схемы, например, отсутствие «висящих в воздухе» элементов. Некоторые программы не допускают наличия сильно вытянутых элементов, которое может вызвать ошибку при расчете системы уравнений.
Как правило, программные комплексы позволяют визуализировать напряженно-деформированное состояние в виде цветных иллюстраций (рис. 3).
Рис. 3. Результаты расчета реакторного отделения АЭС с помощью программного комплекса CAD-FEM
В результате расчета могут быть получены недопустимые значения деформаций и напряжений для отдельных конструкций и их частей. Проектировщик проводит анализ результатов и вносит изменения в расчетную модель: изменяет сечения, материал конструкций, иногда пролеты и условия закрепления. При этом необходимые этапы моделирования и расчета повторяются.
6-й этап может быть осуществлен только на программных комплексах, предназначенных для строительных конструкций: Stark, Лира, SCAD-Office и т.п.
КАКУЮ ПРОГРАММУ ВЫБРАТЬ ДЛЯ РАСЧЕТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
У этих программ есть модули расчета железобетонных и стальных строительных конструкций, поэтому проектировщик может получить, например, эпюру необходимой степени армирования железобетонной конструкции (рис. 4).
Программа проверяет также необходимость поперечного армирования, армирования на кручение и сдвиг и определяет необходимое дополнительное армирование. В некоторых случаях программа может сформировать сообщение о необходимости увеличить сечения железобетонного элемента, так как не всегда прочность элементов можно обеспечить увеличением армирования.
Для стальных конструкций специализированные программы могут рассчитать местную и общую устойчивость элементов и выдать соответствующие рекомендации по подбору сечений.
Рис. 4. Эпюра требуемого армирования фундаментной плиты
(программа Лира)
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Программы расчета строительных конструкций
Программы расчета металлических, каменных, деревянных конструкций, фундаментов и т.п.
Это последняя версия программы, выложенной здесь недавно г-ном «Некто», но написанной мной.
Включены дополнительно программы расчета фланцевых соединений, подбора двутавровых сечений сварных рам, расчета буронабивных свай (по нормам Беларуси) и несколько небольших справочных
Добавлен документ с небольшими хэлпами по программам и руководством по использованию и установке.
4 ноября 2008 г. выложена новая версия, дополненная сделанными за последний год программами. Сделан файл инсталляции. См. файд ReadMe в архиве
13 ноября выложена версия с последними изменениями в программах Ветровое давление, геология, стоимость ПИР, а также с новой программой — расчет веса стен.
16 ноября 2009 г — все последнее
30 декабря 2009 г. обновлено
26 августа 2010 г. обновлено, в отдельных программах исправлены мелкие ошибки, добавлена программа расчета забивных свай по данным статического и динамического зондирования по нормам Беларуси (П2-200)
14 сентября 2010г. Обновлено
31 сентября 2010г. Обновлено
13 октября обновлено
16 октября обновлено
20 ноября обновлено
17 июня 2011 года обновлено
21 декабря 2011 г. обновлено
6 апреля 2012 г. обновлено
Комментарии
Комментарии могут оставлять только зарегистрированные участники
Авторизоваться
Комментарии 1-10 из 101
, 13 октября 2007 в 09:39
Источник: dwg.ru
Вычислительные комплексы в расчетах строительных конструкций
1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ в расчетах строительных конструкций
LOGO
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
в расчетах строительных конструкций
Лекция 1
2. Зачем нужны программы? Что в них заложено?
В большинстве строительных норм и правил рекомендуется выполнять
расчеты строительных объектов в 3-х мерной постановке с учетом
физической, геометрической, конструктивной, а также генетической
нелинейностей, что возможно только с использованием программных
комплексов и ЭВМ.
Современные компьютерные технологии предоставляют пользователям
практически неограниченные возможности проектирования и реконструкции
зданий и сооружений. Проектировщикам строительных объектов
предлагаются разнообразные специализированные и универсальные
программные комплексы. Эти программы предоставляют разные
возможности создания расчетных моделей зданий и сооружений. Затраты
времени на расчет и выбор программы зависит от конкретной задачи.
Тенденция развития ведущих программных продуктов — реализация в них
набора математических моделей (ММ), позволяющих моделировать
все встречающиеся на практике физические эффекты. Пользователь
подключает нужные модели на стадии постановки задачи, задавая
соответствующие граничные, начальные условия и прочие требуемые
исходные данные.
3. Программы автоматизации расчета строительных конструкций
• Автоматизация СНиП
–
–
–
–
–
–
–
NormCAD
ESOP (Robot)
Кристалл (SCAD)
Арбат (SCAD)
Камин (SCAD)
Вест (SCAD)
и др.
• Интегрированные системы прочностного
анализа
4. NormCAD (ф. «САПРОТОН»)
Назначение:
расчеты по СНиП, подготовка проектной документации для представления
заказчику и в органы экспертизы.
Основные виды расчетов:
•расчет стальных конструкций,
•расчет железобетонных конструкций,
•расчет каменных и армокаменных конструкций,
•расчет свайных фундаментов,
•теплотехнический расчет.
Достоинство программы — в способе вывода результатов расчета: формулы, по которым
проводился расчет; ссылки на номера формул и пункты в СНиП; условия расчета;
комментарии; графические иллюстрации — что дает возможность легко проконтролировать
программу на любой стадии расчета.
5. ESOP (Robot)
мастерская инженера-проектировщика
(электронный технический справочник
с примерами)
Статический расчет конструкций, ж/б,
деревянные и стальные фермы,
механика грунтов, акустика,
кондиционирование воздуха,
электричество и др.
6. Интегрированные системы прочностного анализа
Специализированные
Универсальные
ЛИРА-САПР
ЛИРА-САПР
7. SCAD Office 21.1 — программа для анализа строительных конструкций
SCAD Office 21.1 — программа для анализа
строительных конструкций
8. Программы – сателлиты SCAD
Ориентированы на
поддержку СНиП
9. КРИСТАЛЛ – экспертиза и расчет элементов стальных конструкций
Рабочий инструмент инженера
конструктора, эксперт-нормоконтролер,
электронный справочник
СНиП, Eurocode
Оперативная оценка принимаемых
конструктивных решений
10. КАМИН – экспертиза и расчет элементов каменных и армокаменных конструкций
Рабочий инструмент инженера
конструктора, экспертнормоконтролер, электронный
справочник
СНиП
Оперативная оценка принимаемых
конструктивных решений
11. АРБАТ – экспертиза и расчет элементов железобетонных конструкций
Рабочий инструмент инженера
конструктора, эксперт- нормоконтролер,
электронный справочник
СНиП
Оперативная оценка принимаемых
конструктивных решений
12. KOMETA – расчет и проектирование узлов стальных конструкций
СНиП, Eurocode
Более 50 прототипов узлов примыкания
балок к колонне, стыков балок и баз
колонн
13. Монолит –проектирование ребристых перекрытий
СНиП, ГОСТ, СПДС
Результатом работы являются рабочие
чертежи и спецификации.
14. КРОСС – определение коэффициентов постели для расчета фундаментных плит на упругом основании
Двухсторонняя связь с комплексом
SCAD
Геологическая структура грунтового массива
восстанавливается по данным изысканий
Коэффициенты постели определяются на
основе моделирования работы
многослойного грунтового массива.
15. ВЕСТ – определение нагрузок и воздействий на конструкции
СНиП 2.01.07-85*
«Нагрузки и
воздействия».
Электронные карты ветрового, снегового и
температурного районирования
База данных весовых характеристик материалов
16. Программы для формирования сечений и расчета их геометрических характеристик
КОНСУЛ – формирование
сечений и их расчет по
теории сплошных стержней
ТОНУС – формирование
сечений и их расчет по
теории тонкостенных
стержней
СЕЗАМ – поиск сечений,
эквивалентных заданным
Конструктор сечений–
формирование сечений из
прокатных профилей и
листов
Экспорт данных в SCAD
17. Форум — импорт – экспорт данных
В комплексе SCAD реализован
импорт геометрии из программ:
• AutoCAD (DXF, DWG)
• 3D Studio (3DS)
• StruCAD
• Hyper Steel
• МАЭСТРО
• ArсhiCAD
• Architectural Desktop
• Allplan, Allplot и др.
18. ЛИРА
Многофункциональный программный
(МКЭ) комплекс для расчета, исследования
и проектирования строительных
конструкций различного назначения.
Интерактивная графическая
среда на протяжении всего
процесса синтеза и анализа
рассматриваемого объекта;
Автоматическая генерация
к/э сетки;
Сбор и передача нагрузок на
фундамент;
Оформление типовой
пояснительной записки,
доведение до чертежа;
Информационная связь с
графическими системами
AutoCAD, ArchiCAD (.dxf)
19. ЛИРА – модульная система:
– ЛИР-ВИЗОР – весь цикл задания исходных данных,
формирование расчетной к/э модели, расчет на любые
воздействия, формирование выходных документов.
– ЛИР-АРМ – конструирование ж/б конструкций
(подбор площадей сечений арматуры ж/б элементов
колонн, балок, плит, оболочек), .dxf
– ЛИР-СТК – подбор и конструирование сечений
элементов метал. ферм, балок, колонн.
– СЕЧЕНИЕ – формирование сечений произвольной
конфигурации, расчет геометрических характеристик.
– СОРТАМЕНТ – проектирование прокатных и
стальных профилей.
20. ПК ЛИРА 10 Многофункциональная система анализа и расчета строительных и машиностроительных конструкций
ПК ЛИРА 10
Многофункциональная система анализа и расчета
строительных и машиностроительных конструкций
• В ПК Лира 10 объединены все расчетные модули семейства Лира,
это и армирование, и расчет металлоконструкций по I и II группе
предельных состояний, и конструирование сечений.
• В новый препроцессор ПК Лира 10 вошли самые современные
графические технологии, использующие все мощности компьютера,
позволяющие оперативно манипулировать объектами.
• Расчетный процессор теперь позволяет решать нелинейную задачу
в прямой динамической постановке на различных стадиях
монтажа/демонтажа сооружения (нелинейность, динамика+,
монтаж).
• Кардинально переработанная система расчета
металлоконструкций, позволяющая выводить по каждому элементу
не только результаты расчета, но так же и все промежуточные
расчеты, с выводом формул, значений и оценок.
21. ПК ЛИРА 10 Многофункциональная система анализа и расчета строительных и машиностроительных конструкций
ПК ЛИРА 10
Многофункциональная система анализа и расчета
строительных и машиностроительных конструкций
• Улучшена работа с примитивами – фермами, плоскими и
трехмерными фигурами. Для ферм создана новая система
построения на основе шаблонов.
• Использование оболочек с шестью степенями свободы теперь
позволяет адекватно оценивать передачу крутильных усилий в
использовании соединений оболочек со стержнями.
• Реализован стержень переменного сечения наряду с учетом
секториального момента инерции.
• Появилась возможность расчета сооружений на сейсмограммы
землетрясений, прикладываемые в основание сооружения в виде
граничных условий. В отличие от расчета по акселерограммам,
прикладываемым ко всему сооружению, в данной постановке
появилась возможность учесть скорость распространения волны по
сооружению (эффект «хлыста»).
22.
23. Общая схема проектирования конструкций в
Система охватывает
основные этапы
проектирования
конструкций, обеспечивая
передачу данных от одного
этапа к другому (
и др.). Наличие
связей, предусмотренных
на этапе создания
подсистем, позволяет
избежать ошибок при
передаче данных и
обеспечить наилучшую
(наиболее полную)
передачу информации о
конструкции
24.
Расчет напряженно-деформированного состояния
системы «основание — сооружение» при
строительстве, эксплуатации и реконструкции.
Напряжения (усилия)
Деформации (перемещения)
Безопасность (устойчивость)
25. Расчетные возможности
Расчет пластичности.
Поэтапное возведение.
Консолидация.
Коэффициент устойчивости.
Автоматическое пошаговое нагружение.
Нелинейные модели грунта
Модель Кулона-Мора;
Модель упругого грунта;
Модель слабого грунта;
Реалогическая модель;
Модель скального грунта.
26. ANSYS
многоцелевой пакет для проектирования и выполнения конечноэлементного анализа.
Статический и динамический анализ конструкций с
учетом геометрической и физической нелинейности,
ползучести и пластичности;
Анализ усталостных разрушений;
Задачи
линейной
и
нелинейной
устойчивости
конструкций;
Задачи гидравлики и гидродинамики;
Смешанные
типы
анализа
(термомеханический,
гидротепловой);
Контактные задачи;
Задачи оптимизации.
27. Почему ANSYS?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Наибольшее число легальных пользователей в России
Наличие достаточного объема документации и
литературы на русском языке
Полнофункциональная версия на ПЭВМ
Удобное пользовательское программирование,
упрощающее локализацию (разработка и включение
собственных программ)
Решение задач оптимального проектирования;
Новый метод решения СЛАУ
Специальная конфигурация ANSYS/CivilFEM для задач
строительства
Специализированные модули ANSYS/CivilFEM для мостов,
грунтов…
Возможность решения связанных задач (учет
теплообмена, аэродинамики…)
28.
Получить линейное решение, которому
можно доверять на практике, посильная
задача для сотен CAE-пакетов…
Получить “надежное” нелинейное решение
серьезной задачи несравнимо сложнее.
Полный сертификат NAFEMS требует
выполнения примерно 8000 тестовых задач.
ANSYS его получил единственным из CAEпакетов!
29.
ANSYS /CivilFEM
• CivilFEM –специализированный модуль для задач
промышленного и гражданского строительства,
созданный на базе популярнейшего в мире (более
миллиона легальных пользователей) конечноэлементного пакета “ANSYS”.
• Комбинация ANSYS+CivilFEM позволяет
рассчитывать широкий круг конструкций из стали,
армированного и преднапряженного бетона, мосты,
дамбы, основания, решать задачи геотехники и т.д.
• Высокая степень интеграции позволяет решать
задачи сверхсложные как “вычислительно”, так и
“технологически”
30.
Анализ строительных конструкций
Библиотека свойств строительных
материалов
Библиотека сечений
Упрощенный пре-постпроцессинг
Комбинации расч. случаев
Проверка бетонов,
стальных элементов согласно нормам
Армированные балки и оболочки
Нелинейный анализ бетонов
Предварительно напряженный бетон
Нагрузки от транспортных средств
Механика грунтов
Модули по расчету дамб, мостов
Источник: ppt-online.org