Разработка архитектурно-строительных чертежей каркасного здания на ПК сапфир

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 3

Введение. 5

1. Разработка архитектурно-строительных чертежей каркасного здания на ПК САПФИР 5

1.1. Задание на проектирование. 6

1.2. Компоновка здания. 6

1.2.1. Исходные данные для проектирования на ПК САПФИР. 6

1.3. Построение пространственной модели каркаса здания на ПК САПФИР. 7

1.3.1. Построение сетки осей. 7

1.3.2. Задание высоты этажа. 8

1.3.3. Построение колонн. 8

1.3.4. Построение ригелей. 9

1.3.5. Построение диафрагм. 9

1.3.6. Построение перекрытий. 10

1.3.7. Копирование этажей. 11

1.3.8. Создание чертежа. 12

1.4. Экспорт модели в ПК «Лира». 14

2. Проектирование рамы многоэтажного здания на ПК «ЛИРА». 16

2.1. Задание на проектирование. 16

2.2. Анализ несущей системы здания. Выбор расчетной схемы.. 16

2.3. Исходные данные для расчета на программном комплексе. 16

2.4. Алгоритм формирования расчетной модели в модуле «ЛИР-ВИЗОР». 20

2.5. Расчет и конструирование арматуры в модуле ЛирАрм. 23

3. Проектирование каркаса здания из монолитного железобетона на программном комплексе «Мономах». 27

3.1. Цель и задачи. 27

3.2. Задание на проектирование. 27

3.3 Последовательность выполнения работы.. 29

3.4. Ввод исходных данных и выполнение расчета здания в модуле «Компоновка» 29

3.5. проверка результатов расчета. 32

3.6. Проектирование многопролетной неразрезной балки в модуле «Балка». 33

Список источников. 34

Приложение 1 Варианты индивидуального задания к РГР по САПР. 35

 

Введение

Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов.

Современный инженер-строитель должен знать особенности технологии автоматизированного проектирования, техническое и программное обеспечение систем автоматизированного проектирование объектов строительства (САПР ОС), типовые математические модели объектов проектирования, состав основных прикладных программных систем и комплексов по своей специальности и уметь использовать их при выполнении исследовательских и проектно-конструкторских процедур.

Настоящие методические указания призваны организовать изучение современных профессиональных программных продуктов предназначенных для архитектурного проектирования, расчета конструкций и получения рабочей документации студентами специальности промышленное и гражданское строительство. В списке источников представлена литература, которая позволяет получить дополнительную информацию для более глубокого изучения рассмотренных программных комплексов.

Разработка архитектурно-строительных чертежей каркасного здания на ПК САПФИР

Состав работы

1. Задание на проектирование

2. Компоновка здания. Исходные данные для проектирования на ПК САПФИР

3. Чертежи раздела АР

3.1.План на отм. 0.0

3.2. Поперечный разрез по оси «2»

Задание на проектирование

Размеры здания в плане 15 × 60 м.

Шаг колонн в поперечном направлении 6 + 3 + 6 м.

Шаг колонн в продольном направлении 6 м.

Высота типового этажа 3,3 м.

Количество этажей - 4.

Назначение здания - общественное (размещение учреждений, организаций, магазинов, легких ремонтных и производственных мастерских).

Компоновка здания

Исходные данные для проектирования на ПК САПФИР

При длине здания 60 м и количестве этажей 4 необходимо устройство двух выходов и оборудование лифтами. Планировочная; схема здания коридорная. Компоновка здания показана на рис. 1.1.

Несущая система здания рамная с ригелями в поперечном: направлении. Пространственную жесткость здания в продольном направлении обеспечивают диафрагмы. Схема несущей системы показана на рис. 1.1.

Перечень типоразмеров сборных конструкций в соответствии с рис. 1.1 приведен в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Номенклатура сборных конструкции на этаж

№ п/п	Марка	К-во	Характеристика
	Kl		Колонны крайние 400×400
	K2		Колонны средние 400×400
	PI		Ригели крайних пролетов рядовые, 1 = 6000, 400х500
	P2		Ригели среднего пролета рядовые, 1 = 3000, 400х500
	P3		Ригели крайних пролетов торцевых рам, 1 = 6000, 400х500
	P4		Ригели среднего пролета торцевых рам, 1 = 6000, 400х500
	Д1		Диафрагмы t=200 мм.

 

Д1

Д1

Рис. 1.1. Компоновочная схема здания.

 

Построение сетки осей

Выбираем à à маркировка горизонтальных осей кириллицей à à добавление интервалов по горизонтали или вертикали à

à à

à .

Задание высоты этажа.

à à выделить нужный этаж à à

Построение колонн.

à à à à à à

Построение ригелей

à à à à à à à à

Построение диафрагм

à à à à à à à à

Построение перекрытий

à à à à à à

Копирование этажей

à (правая кнопка мыши) à à à

Создание чертежа

à (правая кнопка мыши) à à à à à à à à (правая кнопка мыши) à à à (правая кнопка мыши) à à à à à (правая кнопка мыши) à à .

Экспорт модели в ПК «Лира»

à Переход в ПК «Лира» à à à à .

Задание на проектирование

Здание каркасное. Наружные стены самонесущие. Размеры здания в плане 22.5х60 м. Шаг рам 6.0 м. Пролеты рам 7.5+7.5+7.5 м. Здание 4-х этажное. Высота этажа 3.3 м. Схема каркаса – рамная. Рамы сборные. Плиты перекрытия пустотные. Постоянная равномерно распределенная нормативная нагрузка от перекрытия 4.0 КН/м2. Нагрузка от перегородок, приведенная к равномерно распределенной – 3.0 КН/м2. Нагрузку от покрытия принять равной нагрузке от перекрытия. Временная нагрузка на перекрытие 1.5 КН/м2, в т.ч. длительно действующая часть временной нагрузки 0.5 КН/м2. Снеговой район – II; ветровой район – III. Выполнить проектирование средней колонны 1-го этажа и крайнего ригеля перекрытия 1-го этажа.

Исходные данные для расчета на программном комплексе

Характеристика расчетной схемы. Рама моделируется конечными элементами (КЭ) «Стержень». Членение рамы на конечные элементы: вертикальное – поэтажное; горизонтальное – по пролетам. Узлы конечных элементов жесткие. Узлы конечных элементов имеют 3 степени свободы (X, Z, UY). Схема располагается в плоскости XOZ. Нижние узлы рамы закрепляем связями по всем направлениям.

Рис. 2.1. Расчетная и конструктивная схемы

Характеристика жесткостей КЭ (рис. 2.1). Принимаем колоны прямоугольного сечения = 30х30 см; ригели таврового сечения полкой вниз с размерами (см): = 20, = 40, = 45, = 20. Принимаем бетон конструкций класса В20, = 2.4е4 МПа.

Так как ригель начинается не от оси колонны, а от ее грани, вводим по краям горизонтальных конечных элементов жесткие вставки, учитывающие размеры сечения колонны, величиной 0.15 м.

Расчетные сечения. По умолчанию усилия определяются в двух сечениях – в начале и в конце конечного элемента. Для конструирования арматуры в конечном элементе необходимо не менее 7-ми сечений. В заданных для конструирования арматуры конечных элементах принимаем 7 расчетных сечений.

Загружения и нагрузки (рис. 2.2). Задаются нормативные значения нагрузок. Нагрузка от собственного веса рамы рассчитывается автоматически по заданной плотности железобетона (25 ). Погонные нагрузки на ригель рамы при ширине грузовой площади 6.0 м:

постоянная от перекрытия – ;

временная длительная от перегородок – ;

временная полезная полная (кратковременная) – .

Ветровую нагрузку принимаем условно равномерно распределенной по высоте здания с давлением . Нагрузка, сосредоточенная в узлах рамы, с учетом наддува и отсоса ( = 0.8+0.6)

.

Характеристики загружений и нагрузок приведены в табл. 2.1 и на рис. 2.2.

Таблица 2.1.

Загружения и нагрузки

№ загр.	Характер	Нагрузка	Значение	Ед. изм.	gf	kдл	Взаимоисключ.	Коэф. РСУ
1 осн.	2 осн.
	Постоян.	g1	2.4	КН/м	1.1	1.0		1.0	1.0
Длительн.	g2	1.8	КН/м	1.1	1.0		1.0	1.0
	Кратковр.	v	1.2	КН/м	1.2	0.35			0.9
	Кратковр.	v	1.2	КН/м	1.2	0.35			0.9
	Кратковр.	v	1.2	КН/м	1.2	0.35			0.9
	Кратковр.	W	9.7	КН	1.2				0.9

Рис. 2.2. Схемы загружений.

Цель и задачи

Цель работы: освоение методики проектирования конструкций зданий на современных профессиональных программных средствах.

Задачи:

- анализ объекта проектирования, подготовка исходных данных;

- освоение интерфейса программного комплекса, ввод исходных данных, выполнение расчета;

- анализ результатов проектирования, документирование.

Внимание следует акцентировать на последовательном освоении методики проектирования. Именно освоение методики позволит в дальнейшем решать самостоятельно решать сложные задачи проектирования.

Задание на проектирование

Объектом проектирования является каркас двухэтажного здания из монолитного железобетона.

Сечение конструкций:

Колонны сечением 300х300мм.

Балки сечением 300х400 мм..

Толщина плит перекрытия – 200 мм.

Толщина стен лифтовой шахты 200 мм.

Толщина перегородок и ограждающих конструкций 200 мм.

Характеристики материалов:

-несущие конструкции - бетон класс В 15,

- ограждающие конструкции и перегородки – кладка из камней известняка с маркой камня М50 и маркой раствора М50;

Размеры отверстия в перекрытии для лестницы принять 3х3 м, для лифтовой шахты 2х2 м.

Расположение перегородок принять вдоль железобетонных балок перекрытия или самостоятельно из курса архитектуры и опыта проектирования.

Трехмерная расчетная модель здания представлена на рис.3.1 и 3.2.

Рис.3.1. Трехмерная расчетная модель здания с арочными проемами

Рис.3.2. Трехмерная расчетная модель здания с прямоугольными проемами

 

Список источников

1. Барабаш М.С. Современные технологии расчета и проектирования металлических и деревянных еонструкций. / [М.С. Барабаш, М.В. Лазнюк, М.Л. Мартынова, Н.И. Пресняков]; под. ред. проф. Нилова А.А. – М.: Издательство АСВ, 2008. – 328 с.

2. Городецкий А.С. Информационные технологии расчета и проектирования строительных конструкций. Учебное пособие. / А.С. Городецкий, В.С. Шмуклер, А.В. Бондарев. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2003. – 889 с.

3. Городецкий А.С. Компьютерные модели конструкций. / А.С. Городецкий, И.Д. Евзеров. – К.: издательство «Факт», 2005. – 344 с.

4. ЛИРА 9.2. Примеры расчета и проектирования. Учебное пособие. / [М.С. Барабаш, Ю.В. Гензерский, Д.В. Марченко, В.П. Титок.]. – К.: издательство «Факт», 2005. – 106 с.

5. ЛИРА 9.2. Руководство пользователя. Основы. Учебное пособие. / [Е.Б. Стрелец-Стрелецкий, Ю.В. Гензерский, М.В. Лазнюк и др.]; под ред. Академика РААСН А.С. Городецкого. – К.: издательство «Факт», 2005. – 146 с.

6. ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к учебному пособию ЛИРА 9.2. / [Ю.В. Гензерский, А.Н. Куценко, Д.В. Марченко, и др.]. – К.: издательство НИИАСС, 2006. – 124 с.

7. МОНОМАХ. Программный комплекс проектирования железобетонных конструкций многоэтажных каркасных зданий. Руководство пользователя. / [Юсипенко С.В., Батрак Л.Г., Городецкий Д.А., Рассказов А.А.]. – К: издательство «Факт», 2005. – 250 с.

8. ПК ЛИРА, версия 9. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций. / Справочно-теоретическое пособие под ред. Академика АИН Украины А.С. Городецкого. – К.-М.: издательство «Факт» – 2003. –464с.

9. Расчет и проектирование конструкций высотных зданий из монолитного железобетона (проблемы, опыт, возможные решения и рекомендации, компьютерные модели, информационные технологии). / [А.С. Городецкий, Л.Г. Батрак, Д.А. Городецкий и др.]. – К.: издательство «Факт», 2004. – 106 с.

 

Приложение 1
Варианты индивидуального задания к РГР по САПР

Последняя цифра зачетной книжки	Шаг колонн, м	Сечение колонны, м	Высота ригеля, м	Количество этажей
	3х9х3	0,4х0,4	0,50
	6х6х3	0,3х0,3	0,40
	3х6х3	0,3х0,3	0,50
	6х9х6	0,4х0,4	0,55
	9х6х9	0,4х0,4	0,50
	6х6х9	0,4х0,4	0,55
	9х9х6	0,4х0,4	0,60
	3х3х6	0,3х0,3	0,45
	3х6х9	0,5х0,5	0,50
	9х3х9	0,5х0,5	0,55

 

Предпоследняя цифра зачетной книжки	Шаг рам, м	Высота этажа, м	Длина здания, м
	6,0	3,3
	4,5	4,5
	6,6	4,2
	5,4	3,3	59,4
	5,1	3,9
	6,0	3,6
	4,5	3,3
	6,6	3,9	59,4
	5,4	3,6
	5,1	3,3	56,1

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 3

Введение. 5

1. Разработка архитектурно-строительных чертежей каркасного здания на ПК САПФИР 5

1.1. Задание на проектирование. 6

1.2. Компоновка здания. 6

1.2.1. Исходные данные для проектирования на ПК САПФИР. 6

1.3. Построение пространственной модели каркаса здания на ПК САПФИР. 7

1.3.1. Построение сетки осей. 7

1.3.2. Задание высоты этажа. 8

1.3.3. Построение колонн. 8

1.3.4. Построение ригелей. 9

1.3.5. Построение диафрагм. 9

1.3.6. Построение перекрытий. 10

1.3.7. Копирование этажей. 11

1.3.8. Создание чертежа. 12

1.4. Экспорт модели в ПК «Лира». 14

2. Проектирование рамы многоэтажного здания на ПК «ЛИРА». 16

2.1. Задание на проектирование. 16

2.2. Анализ несущей системы здания. Выбор расчетной схемы.. 16

2.3. Исходные данные для расчета на программном комплексе. 16

2.4. Алгоритм формирования расчетной модели в модуле «ЛИР-ВИЗОР». 20

2.5. Расчет и конструирование арматуры в модуле ЛирАрм. 23

3. Проектирование каркаса здания из монолитного железобетона на программном комплексе «Мономах». 27

3.1. Цель и задачи. 27

3.2. Задание на проектирование. 27

3.3 Последовательность выполнения работы.. 29

3.4. Ввод исходных данных и выполнение расчета здания в модуле «Компоновка» 29

3.5. проверка результатов расчета. 32

3.6. Проектирование многопролетной неразрезной балки в модуле «Балка». 33

Список источников. 34

Приложение 1 Варианты индивидуального задания к РГР по САПР. 35

 

Введение

Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов.

Современный инженер-строитель должен знать особенности технологии автоматизированного проектирования, техническое и программное обеспечение систем автоматизированного проектирование объектов строительства (САПР ОС), типовые математические модели объектов проектирования, состав основных прикладных программных систем и комплексов по своей специальности и уметь использовать их при выполнении исследовательских и проектно-конструкторских процедур.

Настоящие методические указания призваны организовать изучение современных профессиональных программных продуктов предназначенных для архитектурного проектирования, расчета конструкций и получения рабочей документации студентами специальности промышленное и гражданское строительство. В списке источников представлена литература, которая позволяет получить дополнительную информацию для более глубокого изучения рассмотренных программных комплексов.

Разработка архитектурно-строительных чертежей каркасного здания на ПК САПФИР

Состав работы

1. Задание на проектирование

2. Компоновка здания. Исходные данные для проектирования на ПК САПФИР

3. Чертежи раздела АР

3.1.План на отм. 0.0

3.2. Поперечный разрез по оси «2»

Задание на проектирование

Размеры здания в плане 15 × 60 м.

Шаг колонн в поперечном направлении 6 + 3 + 6 м.

Шаг колонн в продольном направлении 6 м.

Высота типового этажа 3,3 м.

Количество этажей - 4.

Назначение здания - общественное (размещение учреждений, организаций, магазинов, легких ремонтных и производственных мастерских).

Компоновка здания

Исходные данные для проектирования на ПК САПФИР

При длине здания 60 м и количестве этажей 4 необходимо устройство двух выходов и оборудование лифтами. Планировочная; схема здания коридорная. Компоновка здания показана на рис. 1.1.

Несущая система здания рамная с ригелями в поперечном: направлении. Пространственную жесткость здания в продольном направлении обеспечивают диафрагмы. Схема несущей системы показана на рис. 1.1.

Перечень типоразмеров сборных конструкций в соответствии с рис. 1.1 приведен в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Номенклатура сборных конструкции на этаж

№ п/п	Марка	К-во	Характеристика
	Kl		Колонны крайние 400×400
	K2		Колонны средние 400×400
	PI		Ригели крайних пролетов рядовые, 1 = 6000, 400х500
	P2		Ригели среднего пролета рядовые, 1 = 3000, 400х500
	P3		Ригели крайних пролетов торцевых рам, 1 = 6000, 400х500
	P4		Ригели среднего пролета торцевых рам, 1 = 6000, 400х500
	Д1		Диафрагмы t=200 мм.

 

Д1

Д1

Рис. 1.1. Компоновочная схема здания.