Файл: Конспект лекций. Саморядов С. В. Маси. М. 2017. с. 138, ил таб.pdf

112
- содержит справочник материалов с их физическими характеристиками;
- поверхностей прокатных профилей для окраски;
- объемов земляных работ для различных сооружений (с учетом пристенного дренажа);
- содержит функцию преобразования единиц измерений.
Приложение BaseEC (расчеты по нормам Eurocode):
- сбор нагрузок (с учетом национальных приложений):
- ветровая (EN 1991-1-4);
- снеговая (EN 1991-1-3);
- полезная (EN 1991-1-1);
- расчет стержневых систем (рамы, фермы и т.д. - МКЭ);
- расчет пластинчатых систем (плиты на грунте и опорах - МКЭ);
- расчет сечений:
- стальных элементов (EN 1993-1-1, EN 1993-1-3, EN 1993-1-5);
- железобетонных элементов (EN 1992-1-1);
- деревянных элементов (EN 1995-1-1);
- расчет каменной кладки (EN 1991-1-3);
- расчет эффективной ширины полки для стальных и железобетонных сечений (EN 1993-1-1, EN 1992-1-1);
- расчет устойчивости стенки стальной балки (EN 1993-1-5);
- расчет железобетонных плит на продавливание (EN 1992-1-1);
- расчет прогиба железобетонных элементов с учетом трещинообразования (EN 1992-1-1);
- расчет сопряжений:
- металлических элементов нормальной толщины (EN 1993-1-1);
- тонкостенных металлических элементов (EN 1993-1-3);
- деревянных элементов (EN 1995-1-1);
- справочная информация по изделиям:

113
- формованные сечения;
- составные сечения;
- арматурные изделия;
- расчет площади окрашиваемых поверхностей для металлических элементов;
- расчет объемов земляных работ под фундаментные конструкции и коммуникации;
- информация по объемному весу строительных и складируемых материалов (EN 1991-1-1).

114

115 3.
Расчет узлов сопряжения элементов.
4.
Разработка чертежей марок КМ и КМД.
Расчет стальных конструкций
Расчеты — это самый ответственный этап проектирования, а также основа для дальнейшей работы инженера-конструктора.
Расчеты производят на действие статических и динамических нагрузок, которые возникают во время монтажа конструкции и в процессе еѐ эксплуатации.
Результатом инженерного анализа должно стать обеспечение необходимой прочности, устойчивости и долговечности для здания
(сооружения) при условии соблюдения технологии строительного производства.
Автоматизированный расчет позволяет снизить как временные затраты проектировщика, так и материальные ресурсы.
Подготовка чертежей марок КМ и КМД
Комплекты чертежей марок КМ и КМД разрабатываются с учетом проведенных расчетов. Данный процесс требует немалого количества времени.
Комплект документации марки КМ включает в себя:
1.
Лист с общими данными, содержащий информацию о марках стали, условных обозначениях, нагрузках и т. д.
2.
Ведомость элементов КМ и техническая спецификация металла.
3.
Чертежи общих видов конструкции, схем, разрезов, узлов с маркировкой всех элементов.
В комплекте марки КМД содержатся:
1.
Чертежи монтажных схем с указанием позиций отправочных элементов.
2.
Сборочные чертежи и спецификации.

116 3.
Деталировочные чертежи.
Возникает вопрос: «Как решить поставленные задачи качественно и с минимальными временными затратами?».
Компания «БилдСофт» предлагает решение: совместное использование программных комплексов SCAD Office и Advance Steel.
Вычислительный комплекс Structure CAD (SCAD) является расчетной программой, основанной на методе конечных элементов. Он позволяет формировать расчетные модели сооружений любой сложности и определять напряженно-деформированное состояние конструкций, осуществляет проверку и подбор сечений профилей из металлопроката, выполняет расчет узлов стальных конструкций и обладает некоторым функционалом для проектирования элементов конструкций.
Advance
Steel
— 100 % ориентация на проектирование металлоконструкций. Программа для трехмерного моделирования и автоматического получения чертежей марок КМ и КМД со всеми необходимыми видами, разрезами, узлами, размерами и маркировкой.
В качестве тестового задания специалистам нашей компании было предложено рассчитать и сконструировать стальную стропильную ферму с сечениями элементов из уголков.
Рисунок 10.2 - Ферма стальная (исходный вариант)

117
Основные характеристики конструкции:
1.
Длина — 18 м.
2.
Высота в коньке — 3,1 м.
3.
Высота на опоре — 1,5 м.
Сечения элементов приняты по результатам ручного расчета (уголки спаренные, двутавр):
1. верхний пояс — 2L125x10.
2. нижний пояс — 2L100x10.
3. раскосы опорные — 2L100x10.
4. раскосы пролетные — 2L80x7.
5. стойки опорные — I20Ш1.
6. стойки пролетные — 2L63x5.
Общая масса конструкции 1927 кг.
Рисунок 10.3 - Статический расчет конструкции, подбор
оптимальных сечений профилей
Расчет конструкции выполнялся в плоской постановке. На основании исходных данных в ВК SCAD были произведены проверка существующих и подбор оптимальных сечений элементов фермы:
1. верхний пояс — 2L100x8.
2. нижний пояс — 2L75x6.
3. раскосы опорные — 2L100x8.
4. раскосы пролетные — 2L60x5.

118 5. стойки опорные — I20Ш1.
6. стойки пролетные — 2L50x4.
Общая масса конструкции 1178 кг.
Экономия металла составила почти 38 % (750 кг)!
Рисунок 10.4 - Проверка деформаций
Программа Advance Steel позволяет на основании 3D модели автоматически сформировать чертежи марок КМ и КМД со всеми необходимыми видами и разрезами, а также размерами и маркировкой.
Рисунок 10.5 - Чертежи КМД
Кроме того, на основе модели можно получать ведомости материалов и файлы данных для станков с ЧПУ.
Почему SCAD и Advance Steel?

119
При совместном использовании Advance Steel и ВК SCAD время, затраченное на создание 3D модели, сокращается в 2 раза.
Качество при минимальных затратах.
Немаловажным фактором, влияющим на стоимость и качество строительных работ, являются сроки создания необходимой документации.
Для того чтобы уменьшить время проектирования и не жертвовать при этом качеством проектов, мы предлагаем данные средства проектирования.
Использование вычислительного комплекса SCAD и программы
Advance Steel позволяет автоматизировать и значительно ускорить процесс расчета, проектирования и подготовки необходимой документации.
Ниже представлена диаграмма эффективности применения САПР в проектной деятельности.

120
ТЕМА 11. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КАМЕННЫХ, ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В настоящее время развитие строительной механики идет по пути разработки все более совершенных аналитических и численных методов, ориентированных на широкое применение в расчетных комплексах. Все теснее становится связь задач строительной механики с проектированием конструкций, с технологией их изготовления и монтажа. ПК МОНОМАХ позволяет решать большой класс задач строительной механики и успешно применяется в расчетах зданий и сооружений во многих странах.
Назначение и преимущества ПК МОНОМАХ
ПК МОНОМАХ представляет собой универсальный программный комплекс, позволяющий решать большой класс задач расчета и проектирования железобетонных, каменных и армокаменных конструкций.
Этапы проектирования и расчета конструкций, выполняемые с использованием различных программных продуктов, в ПК МОНОМАХ объединены в рамках общего комплексного подхода. Этот подход обеспечивает значительное упрощение работы и увеличение скорости проектирования.

121
Рисунок 11.1 - ПК Мономах
Область применения ПК МОНОМАХ весьма разнообразна — это расчет и проектирование монолитных железобетонных зданий, сборных зданий рамной и рамно-связевой конфигурации, кирпичных зданий, высотных зданий и т. д. ПК МОНОМАХ успешно применяется при расчете сооружений со сложным планом, переменной конфигурацией по высоте, большим количеством нерегулярных включений и многими другими особенностями.
Рассмотрим основные преимущества ПК МОНОМАХ
От пользователя не требуется глубоких знаний метода конечных элементов (МКЭ) и специфических знаний по работе со сложными расчетными комплексами, поскольку при создании расчетной модели сооружения ему приходится работать со знакомыми объектами: осями, балками, перекрытиями, колоннами, этажами и т. д.
ПК МОНОМАХ может быть использован на разных этапах проектирования. На стадии принятия проектных решений за короткое время

122 можно получить результаты расчетов вариантов конструктивных схем с различной расстановкой колонн, диафрагм, свай, с разной толщиной плит и пр., а также определить расход материалов и стоимость конструкций здания.
Применение ПК МОНОМАХ на стадии рабочего проектирования позволяет создать расчетную схему, выдать результаты расчетов и эскизы рабочих чертежей в единой среде, что позволяет существенно сократить сроки выполнения работ.
Есть возможность расчета сооружений совместно с грунтовым основанием на базе создаваемой 3D-модели грунтового массива по имеющимся инженерно-геологическим данным.
ПК
МОНОМАХ предоставляет пользователю возможность задания фундаментов как на естественном, так и на свайном основании, причем с различными вариантами описания жесткостных характеристик свай.
ПК МОНОМАХ имеет экспертную систему, которая на всех этапах автоматизированного проектирования дает пользователю подсказки относительно обоснования принятых конструктивных решений, таких как выбор размеров сечения несущих конструкций, расстановка диафрагм жесткости, обеспечение тех или иных требований нормативных документов.
Выполняется расчет на ветровые и сейсмические нагрузки с автоматическим сбором нагрузок и с учетом требований различных нормативных документов (нормы всех стран СНГ и некоторых европейских стран).
В ПК МОНОМАХ реализован широкий спектр возможностей по межпрограммной передаче данных:
- импорт из комплекса AutoCAD набора плоских планов этажей в формате DXF. В результате импорта в ПК МОНОМАХ автоматически генерируется пространственная многоэтажная расчетная схема с заданными параметрами сечений конструктивных элементов;
- импорт из цифровой модели объекта (ЦМО используется в

123 интегрированной технологической линии проектирования КАЛИПСО). Эта линия проектирования объединяет большое количество различных архитектурных программ (ArchiCAD, AutoCAD и др.);
- экспорт расчетной схемы в программный комплекс «Лира» с возможностью автоматической генерации сетки конечных элементов (КЭ), экспорта жесткостных параметров КЭ, нагрузок и т. д.;
- экспорт нагрузок на фундамент и напластования грунтов в ФОК
ПК и в программу ФУНДАМЕНТ для дальнейшего расчета и проектирования столбчатых фундаментов.
Все чертежи, сформированные в ПК МОНОМАХ, могут быть сохранены в формате DXF и экспортированы в любые программы, поддерживающие этот формат.
Возможности межпрограммной передачи данных о расчетных моделях непрерывно развиваются. Расширяется спектр реализованных функций импорта и экспорта для новых типов и форматов файлов.
ПК МОНОМАХ изначально ориентирован на инженеров строительной отрасли, предоставляя интуитивно понятный интерфейс и эффективные расчетные предпосылки. Тем самым создан инструмент, позволяющий принимать быстрое и надежное решение при проектировании и расчете железобетонных и каменных конструкций.
Состав ПК МОНОМАХ
В состав ПК МОНОМАХ входят следующие программы:
КОМПОНОВКА, БАЛКА, КОЛОННА, ФУНДАМЕНТ, ПОДПОРНАЯ
СТЕНА, ПЛИТА, РАЗРЕЗ (СТЕНА), КИРПИЧ и ГРУНТ. Данные программы связаны информативно, но в то же время могут работать в автономном режиме. Рассмотрим основные возможности этих программ.

124
Рисунок 11.2 - Состав Мономах
Программа КОМПОНОВКА — это основной модуль ПК МОНОМАХ.
Он позволяет в короткий срок сформировать схему здания, выполнить статический и динамический расчеты, определить расход материалов, оценить стоимость конструкций и экспортировать данные для конструирующих программ (ПЛИТА, БАЛКА и т. д.). В программе
КОМПОНОВКА осуществляется формирование модели здания, при котором производятся следующие операции:
- расстановка осей, колонн, балок, стен, перегородок, плит перекрытия и фундаментных плит произвольной конфигурации, а также свай;
- задание отверстий в стенах (с возможностью формирования собственной базы отверстий), плитах перекрытия, фундаментных плитах;
- сбор нагрузок на колонны, балки, стены, фундаменты и фундаментные плиты;
- расчет здания на горизонтальные нагрузки, вызванные ветровыми, сейсмическими воздействиями и боковым давлением грунта;
- подбор и проверка сечений конструктивных элементов;
- определение перемещений и усилий, частот и периодов