Современные методы расчета конструкций и автоматизированное проектирование

Кафедра: строительной механики Специальность: 7.092101 «Реконструкция зданий и сооружений» Уровень: изучение рекомендовано на на 5 курсе в 9 семестре Программа подготовлена с использованием: материалов, предоставленных профессором кафедры строительной механики Киевского национального университета строительства и архитектуры Гоцуляком Е.А. Современные методы расчета конструкций и автоматизированное проектирование 1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Студент, специализирующийся по профессиональному направлению ”Реконструкция зданий и сооружений”, должен владеть современными методами расчета конструкций, которые ориентированы на использование компьютерных программных комплексов. Особенно, будущий инженер-строитель должен уметь запроектировать и проверить на прочность и жесткость ответственные несущие конструкции. Такую возможность на сегодняшний день обеспечивают современные программные комплексы – ПК ЛИРА-САПР, ПК МОНОМАХ-САПР, ПК САПФИР. Поэтому получение теоретических знаний и практических навыков в овладевании компьютерными программами строительного направления имеет большое значение для подготовки современного инженера. При этом у него должно быть накоплено умение и практический опыт выполнения расчетных работ с помощью современных систем автоматизированного проектирования.. Для изучения курса “Современные методы расчета конструкций и автоматизированное проектирование” необходимы знания компьютерной техники, высшей математики, строительной механики, металлических и железобетонных конструкций, основ архитектуры и других дисциплин, которые изучаются бакалаврами строительства. В результате изучения курса студенты овладеют 1) основами методов компьютерного расчета конструкций в линейной и нелинейной постановках задач с использованием программного комплекса ЛИРА-САПР; 2) компьютерными средствами создания расчетных схем сложных пространственных конструкций в программном комплексе ЛИРА-САПР; 3) навыками анализа результатов компьютерных расчетов. Студенты также будут уметь: 1) пользоваться современным программным комплексом при расчетах прочности и жесткости несущих конструкций; 2) оценивать возможность эксплуатации существующих та эффективность запроектированных конструкций по методу предельных состояний; 3) принимать обоснованные решения по усилению отдельных элементов и усовершенствованию конструктивных схем. 2. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА Содержание курса “Современные методы расчета конструкций и автоматизированное проектирование” приведено в таблицах. № темы Темы лекций (час.) Форма очная заочная 1 Введение. Расчетные модели и основные средства автоматизированного расчета конструкций. 2 - 2 Метод конечных элементов. Общие сведения. Построение расчетных уравнений МКЭ для плоских рам. 2 - 3 Расчет плоской рамы в программном комплексе ЛИРА-САПР. Задание исходных данных и обработка полученной информации. 2 - 4 Метод конечных элементов (продолжение). Расчетные уравнения МКЭ для пространственных стержневых конструкций. 2 - 5 Расчет пространственной рамы в программном комплексе ЛИРА-САПР. Фрагментация расчетной схемы и компоновка ее из отдельных подсхем. 2 - 6 Метод конечных элементов (продолжение). Расчетные уравнения МКЭ для пространственных пластинчато-оболочечных конструкций 2 - 7 Расчет пространственной пластинчато-оболочечной системы в программном комплексе ЛИРА-САПР. Особенности расчета континуальних систем, способы формирования расчетных схем. 2 - 8 Методика расчета конструкций в геометрически нелинейной постановке. Нелинейные соотношения Коши. Метод решения геометрически нелинейных задач. Построение конечно-элементных нелинейных уравнений. Расчет в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 - 9 Методика расчета конструкций в физически нелинейной постановке. Нелинейные соотношения Метод решения физически нелинейных задач. Построение конечно-элементных нелинейных уравнений. Расчет в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 - 10 Методика расчета стойкости конструкций. Матрица геометрической жесткости. Расчет на ЭВМ. 2 - 11 Методика расчета конструкций на динамические нагрузки. Матрица масс конечного элемента. Решение задачи на собственные значения матрицы большого порядка. Приведение задачи о вынужденных колебаниях к нормальной форме. Расчет в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 - 12 Методика расчета сооружений на сейсмические нагрузки. Расчет в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 - 13 Программный комплекс МОНОМАХ. Теоретические основы комплекса и практические действия по созданию расчетной модели каркасного железобетонного сооружения. 2 - 14 Программный комплекс САПФИР. Создание архитектурно-конструктивной части здания и его экспорт в программный комплекс ЛИРА-САПР. 2 -   ВСЕГО 28 - СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ № темы Темы практических занятий (час.) Форма очная заочная 1 Решение в программном комплексе ЛИРА-САПР тестовой задачи по определению НДС плоской рамы. Использование графического препроцессора ВИЗОР-САПР для задания исходных данных. Линейное решение задачи. 2 - 2 Решение в программном комплексе ЛИРА-САПР тестовой задачи по определению НДС пространственной пластинчато-оболочечной конструкции. Особенности предельных условий на плоскостях симметрии. Анализ результатов расчета с помощью табличного постпроцесора. 2 -   ВСЕГО 4 - СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ № темы Темы лабораторных занятий (час.) Форма очная заочная 1 Решение геометрически нелинейной задачи по определению напряженно-деформированного состояния предварительно напряженной вантовой фермы в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 - 2 Расчет железобетонной рамы с учетом нелинейных зависимостей напряжения от деформации в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 - 3 Расчет конструкций на собственные и вынужденные колебания в программном комплексе ЛИРА-САПР. Гармонические, импульсные и ударные нагрузки. Методы их задания в программном комплексе ЛИРА-САПР. 2 -   ВСЕГО 6 - СОДЕРЖАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАБОТ № темы Темы лабораторных занятий (час.) Форма очная заочная 1 Выполнение в программном комплексе ЛИРА-САПР первого индивидуального упражнения по расчету НДС пространственной стержневой системы 10 - 2 Выполнение в программном комплексе ЛИРА-САПР второго индивидуального упражнения по расчету каркасного железобетонного сооружения 12 -   ВСЕГО 22 - СОДЕРЖАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ 5.1. Расчет в программном комплексе ЛИРА-САПР напряженно-деформированного состояния пространственных стержневых систем. Трудоемкость 10 часов. Объем - 10 стор 5.2. Расчет в программном комплексе ЛИРА-САПР напряженно-деформированного состояния каркасного железобетонного сооружения. Трудоемкость 10 часов. Объем - 10 стор.