5048

10

Рассматриваются вопросы идеализации расчетной схемы при автоматизированном проектировании расчете железобетонных конструкций. Изучаются способы создания пространственной расчетной схемы. Изучается моделирование физико-механических свойств элементов, способы задания жесткостей элементам. Рассматриваются виды идеализации опорных закреплений и примыканий элементов к узлам, способы ввода связей, шарниров. Изучаются виды нагрузок, действующих на конструкции зданий и сооружений, рассматривается процесс моделирования нагрузок в расчетной схеме.

Рассматриваются особенности проектирования и расчета железобетонных сводов, куполов, гиперболических оболочек отрицательной кривизны.

Задача 1.

Выполнить расчет конструкции железобетонного купола сферического очертания пролетом 120,0 м, высотой 40,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Студентам выдается задание по вариантам с разными величинами пролетов и значением постоянной нагрузки.

Раздел 3. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений

Цель: сформировать представление о расчете железобетонных конструкций по

пространственной расчетной схеме. Рассматривается область применения пространственной схемы при расчете конструкций зданий и сооружений.

Рассматриваются вопросы идеализации расчетной схемы при автоматизированном проектировании и расчете железобетонных конструкций. Изучаются способы создания пространственной расчетной схемы. Изучается моделирование физико-механических свойств элементов, способы задания жесткостей элементам. Рассматриваются виды идеализации опорных закреплений и примыканий элементов к узлам, способы ввода связей, шарниров. Изучаются виды нагрузок действующие на конструкции зданий и сооружений, рассматривается процесс моделирования нагрузок в расчетной схеме.

Задача 1.

Создать пространственную расчетную модель здания по выданному в начале семестра заданию, которое включает в себя план и разрез реального здания.

Раздел 4. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций по пространственной схеме.

Цель: сформировать представление о расчете деревянных конструкций по пространственной расчетной схеме.

Рассматриваются вопросы расчета конструкций из древесины по пространственной расчетной схеме. Рассматривается область применения пространственной схемы при расчете конструкций зданий и сооружений.

Рассматриваются вопросы идеализации расчетной схемы при автоматизированном проектирование и расчете деревянных конструкций. Изучаются способы создания пространственной расчетной схемы. Изучается моделирование физико-механических свойств элементов, способы задания жесткостей элементам. Рассматриваются виды идеализации опорных закреплений и примыканий элементов к узлам, способы ввода связей, шарниров. Изучаются виды нагрузок, действующих на конструкции зданий и сооружений, рассматривается процесс моделирования нагрузок в расчетной схеме.

Рассматриваются особенности проектирования и расчета деревянных сводов, куполов,

11

гиперболических оболочек отрицательной кривизны.

Задача 1.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого свода пролетом 50,0 м, высотой 20,0 м, длиной 120 м. В основании свода лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг арок 6,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1000 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 2.

Выполнить расчет конструкции деревянного кружально-ребристого свода пролетом 60,0 м, выстой 30,0 м, длиной 120 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 3.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого купола сферического очертания пролетом 30,0 м, высотой 15,0 м. В основании купола лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг ребер составляет 300 Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 4.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого купола параболического очертания пролетом 30,0 м, высотой 20,0 м. В основании купола лежит деревянная двухшарнирная арка клееного сечения. Шаг ребер составляет 300 Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 5.

Выполнить расчет конструкции деревянной гиперболической оболочки отрицательной кривизны размерами в плане 20,0 х 20,0 м., высотой в нижней точки конструкции 2,5 м, в верхней точки конструкции - 5,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Раздел 5. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций большепролетных зданий и сооружений

Цель: сформировать представление о расчете большепролетных деревянных конструкций зданий, сооружений.

Рассматриваются вопросы расчета большепролетных конструкций зданий и сооружений из древесины. Изучается моделирование физико-механических свойств элементов, способы задания жесткостей элементам. Рассматриваются виды идеализации опорных закреплений и примыканий элементов к узлам, способы ввода связей, шарниров. Изучаются особенности моделирования воздействий на большепролетные здания и сооружения.

Рассматриваются особенности проектирования и расчета большепролетных конструкций деревянных сводов, куполов, гиперболических оболочек отрицательной кривизны.

Задача 1.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого купола сферического очертания пролетом 100,0 м, высотой 35,0 м. В основании купола лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг ребер составляет 300 Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 2.

Выполнить расчет конструкции деревянного сетчатого купола сферического очертания звездчатой системы разбивки пролетом 120,0 м, высотой 40,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 3.

Выполнить расчет конструкции деревянного сетчатого купола сферического очертания геодезической системы разбивки пролетом 120,0 м, высотой 40,0 м. Значение постоянной

12

нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Раздел 6. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций на особые виды воздействий.

Цель: сформировать представление о расчете деревянных конструкций на особые виды нагружений.

Изучаются виды динамических нагрузок. Рассматриваются вопросы расчета конструкций из древесины на динамические загружения. Рассматриваются способы задания в расчетной схеме пульсационной составляющей ветровой нагрузки.

Задача 1.

Выполнить расчет однопролетной деревянной балки клееного сечения пролетом 12,0 м. с шарнирным опиранием по концам элемента на динамическое воздействие. Круговая частота внешнего воздействия гармонических колебаний составляет 1000 Гц.

Задача 2.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого свода пролетом 50,0 м, высотой 20,0 м, длиной 120 м. В основании свода лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг арок 6,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1000 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. При задании ветрового загружения учесть пульсационную составляющую ветровой нагрузки.

Задача 3.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого купола сферического очертания пролетом 30,0 м, высотой 15,0 м. В основании купола лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг ребер составляет 300 Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. При задании ветрового загружения учесть пульсационную составляющую ветровой нагрузки.

Раздел 7. Особенности проектирования и расчета конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической и физической нелинейности.

Цель: сформировать представление о расчете конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической и физической нелинейности.

Изучаются виды геометрической нелинейности конструкции. Рассматривается выполнение расчета конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической нелинейности. Изучается физическая нелинейность материалов. Рассматривается выполнение расчета конструкций зданий и сооружений с учетом физической нелинейности.

Рассматриваются особенности расчета конструкций зданий и сооружений на действие прогрессирующего разрушения.

Задача 1.

Выполнить расчет конструкции деревянного ребристого купола сферического очертания на действие прогрессирующего разрушения. В основании купола лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Пролет купола 30,0 м, высота 15,0 м. Шаг ребер составляет 300 Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Задача 2.

Выполнить расчет конструкции деревянного каркасного здания размерами в плане 18х50 м. на действие прогрессирующего разрушения. В основании каркаса лежит деревянная решетчатая рама пролетом 18,0 м., высота стойки 2,5 м, высота в коньковом узле 4,3 м., шаг рам 5,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, снеговой в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

13

Задача 3.

Выполнить расчет конструкции деревянной гиперболической оболочки отрицательной кривизны на действие прогрессирующего разрушения. Размеры оболочки в плане 20,0 х 20,0 м., высотой в нижней точки конструкции 2,5 м, в верхней точки конструкции - 5,0 м. Значение постоянной нагрузки принять 1200 Н/м2, временной (снеговая, ветровая) в соответствии с СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.

Раздел 8. Определение НДС деревянных конструкций с учетом истории нагружения.

Цель: сформировать представление о моделирование процесса возведения конструкций здания.

Рассматриваются особенности моделирования процесса возведения здания. Выполняется анализ изменения НДС конструкций вследствие учета этапов монтажа конструкций. Рассматривается нахождение оптимальной монтажной схемы конструкций здания, оказывающей наименьшее влияние на НДС конструкций здания.

Задача 1.

Выполнить поиск оптимальной монтажной схемы конструкции деревянного кружальноребристого свода, оказывающей наименьшее влияние на НДС конструкций здания. Пролет свода

60,0 м, высота 30,0 м, длина 120 м.

Задача 2.

Выполнить поиск оптимальной монтажной схемы конструкции деревянной гиперболической оболочки отрицательной кривизны, оказывающей наименьшее влияние на НДС конструкций здания. Размеры в плане 20,0 х 20,0 м., высотой в нижней точки конструкции 2,5 м, в верхней точки конструкции - 5,0 м.

Задача 3.

Выполнить поиск оптимальной монтажной схемы конструкций деревянного ребристого купола сферического очертания, оказывающей наименьшее влияние на НДС конструкций здания. Пролет купола 30,0 м, высотой 15,0 м. В основании купола лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг ребер составляет 300.

Раздел 9. Создание информационной модели железобетонного каркаса здания.

Цель: сформировать представление о технологии информационного моделирования железобетонных конструкций зданий и сооружений.

Рассматриваются вопросы информационного моделирования несущих конструкций железобетонного каркаса здания. Рассматриваются вопросы жизненного цикла здания и сооружения. Рассматриваются вопросы формирования моделей, оформление результатов.

Рассматриваются вопросы армирования железобетонных элементов, составление ведомостей чертежей и спецификаций.

Рассматриваются вопросы параллельного построения аналитической модели здания с дальнейшим импортом модели в расчетные программные комплексы.

Задача 1.

Выполнить построение информационной модели железобетонного каркаса здания в среде программного комплекса ТИМ (по заданию преподавателя). Выполнить армирование элементов железобетонного каркаса, выполнить создание ведомостей элементов, спецификаций.

Раздел 10. Создание информационной модели стального и деревянного каркаса здания.

Цель: сформировать представление о технологии информационного моделирования металлических и деревянных каркасов зданий и сооружений.

Рассматриваются вопросы информационного моделирования несущих конструкций

15

7. Создание групп армирования: стержневые элементы (колонны), пластинчатые элементы (перекрытия)

8. Армирование стержневых и пластинчатых элементов.

9. Документирование исходных данных и результатов расчета 10. Проверка сходимости результатов расчета на плоскости и в пространственной модели.

Выводы.

Контрольные вопросы к разделу 4: Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций по пространственной схеме

1.Пространственная стрежневая система. Пример и алгоритм решения задачи.

2.Способы построения геометрии конструкций деревянных сводов.

3.Нагрузки и воздействия действующие на деревянные сводчатые конструкции. Способы задания нагрузок.

4.Способы построения геометрии конструкций деревянных куполов.

5.Нагрузки и воздействия действующие на деревянные купольные конструкции. Способы задания нагрузок.

Контрольные вопросы к разделу 5: Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

1.Особенности проектирования и расчета большепролетных деревянных конструкций зданий и сооружений.

2.Особенности моделирования воздействий на большепролетные здания и сооружения.

3.Особенности проектирования узловых соединений деревянных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

Контрольные вопросы к разделу 6: Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций на особые виды воздействий.

1.Основные виды нагрузок, действующих на сооружение.

2.Способы моделирования загружений в различных программных комплексах.

3.Способ задания динамического загружения в расчетную схему.

4.Основные принципы расчета на устойчивость, определение частот и форм собственных колебаний.

5.Реализация расчета строительных конструкций зданий и сооружений на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки в различных программных комплексах.

Контрольные вопросы к разделу 7: Особенности проектирования и расчета конструкций зданий и сооружений с учетом геометрической и физической нелинейности.

1.Геометрическая нелинейность. Виды геометрической нелинейности.

2.Особенности моделирования строительных конструкций с учетом геометрической нелинейности.

3.Физическая нелинейность. Определение.

4.Особенности моделирования строительных конструкций с учетом физической нелинейности.

5.Способы формирования расчетных схем с учетом возможности возникновения прогрессирующего разрушения.

Контрольные вопросы к разделу 8: Определение НДС деревянных конструкций с учетом истории нагружения.

16

1.Влияние последовательности монтажа строительных конструкций на распределение усилий в элементах системы.

2.Способы формирования расчетных схем с учетом последовательности монтажа конструкций при возведении здания.

3.Определение оптимальной монтажной схемы конструкций здания по результатам расчета.

Контрольные вопросы к разделу 9: Создание информационной модели железобетонного каркаса здания.

1.Как выглядит алгоритм создания информационной модели здания?

2.Каким образом осуществляется армирование железобетонных элементов, настройка защитных слоев?

3.Каким образом осуществляется создание спецификаций?

Контрольные вопросы к разделу 10: Создание информационной модели стального и деревянного каркаса здания.

1.Каким образом создается аналитическая модель здания?

2.Каким образом моделируются узловые соединения каркаса?

3.Каким образом осуществляется маркировка элементов каркаса?

17

4. Методические указания по организации самостоятельной работы

4.1 Общие рекомендации для самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.

Целями самостоятельной работы студентов являются:

-систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

-углубление и расширение теоретических знаний;

-формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;

-развитие познавательных способностей и активности студентов:

-формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.

Запланированная в учебном плане самостоятельная работа студента рассматривается как связанная либо с конкретной темой изучаемой дисциплины, либо с подготовкой к курсовой, дипломной работе, а также к защите ВКР.

Самостоятельная работа выполняется в два этапа: планирование и реализация. Планирование самостоятельной работы включает:

-уяснение задания на самостоятельную работу;

-подбор рекомендованной литературы;

-составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки.

Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе. На втором этапе реализуется составленный план. Реализация включает в себя:

-изучение рекомендованной литературы;

-составление плана (конспекта) по изучаемому материалу (вопросу);

-взаимное обсуждение материала.

Необходимо помнить, что на занятиях обычно рассматривается не весь материал. Оставшаяся часть восполняется в процессе самостоятельной работы. В связи с этим работа с рекомендованной литературой обязательна.

Работа с литературой и иными источниками информации включает в себя две группы приемов: техническую, имеющую библиографическую направленность, и содержательную. Первая группа – уяснение потребностей в литературе; получение литературы; просмотр литературы на уровне общей, первичной оценки; анализ надежности публикаций как источника информации, их относимости и степени полезности. Вторая – подробное изучение и извлечение необходимой информации.

Для поиска необходимой литературы можно использовать следующие способы:

-поиск через систематический каталог в библиотеке;

-просмотр специальных периодических изданий;

-использование материалов, размещенных в сети Интернет.

Для того, чтобы не возникало трудностей понимания текстов учебника, монографий, научных статей, следует учитывать, что учебник и учебное пособие предназначены для студентов и магистрантов, а монографии и статьи ориентированы на исследователя. Монографии дают обширное описание проблемы, содержат в себе справочную информацию и отражают полемику по тем или иным дискуссионным вопросам. Статья в журнале кратко излагает позицию автора или его конкретные достижении в исследовании какой-либо научной проблемы.

В процессе взаимного обсуждения материала закрепляются знания, а также приобретается практика в изложении и разъяснении полученных знаний, развивается речь.

При необходимости студенту следует обращаться за консультацией к преподавателю. Составление записей или конспектов позволяет составить сжатое представление по

18

изучаемым вопросам. Записи имеют первостепенное значение для самостоятельной работы студентов. Они помогают понять построение изучаемого материала, выделить основные положения, проследить их логику.

Ведение записей способствует превращению чтения в активный процесс. У студента, систематически ведущего записи, создается свой индивидуальный фонд подсобных материалов для быстрого повторения прочитанного. Особенно важны и полезны записи тогда, когда в них находят отражение мысли, возникшие при самостоятельной работе.

Можно рекомендовать следующие основные формы записи: план, конспект, тезисы, презентация.

План – это схема прочитанного материала, краткий (или подробный) перечень вопросов, отражающих структуру и последовательность материала. Подробно составленный план вполне заменяет конспект.

Конспект – это систематизированное, логичное изложение материала источника. Объем конспекта не должен превышать 10 страниц. Шрифт Times New Roman, кегль 14, интервал 1,5. Список литературы должен состоять из 5-8 источников, по возможности следует использовать последние издания учебных пособий и исследований.

Тезисы — это последовательность ключевых положений из некоторой темы без доказательств или с неполными доказательствами. По объему тезисы занимают одну страницу формата А4 или одну – две страницы в ученической тетради. В конце тезисов студент должен сделать собственные выводы.

Презентации по предложенной теме составляются в программе Power Point или Impress. Количество слайдов должно быть не менее 15 и не превышать 20 слайдов. Кроме текста на слайдах можно создавать схемы и таблицы. Шрифт должен быть читаемым, например, шрифт черного цвета на светлом фоне или светлый шрифт на темном фоне. Также шрифт не должен быть слишком мелким. В слайдах указываются только основные тезисы, понятия и нормы.

4.2 Темы для самостоятельного изучения

1.Численные методы решения задач строительной механики.

2.Основы МКЭ.

3.Актуальные проблемы компьютерного моделирования и расчета деревянных конструкций.

4.Способы построения геометрии строительных конструкций при расчете в специализированном программном комплексе.

5.Основные типы конечных элементов используемых для моделирования деревянных конструкций.

6.Виды опорных закреплений в зависимости от степеней свободы. Способы моделирования опорных закреплений в различных программных комплексах.

7.Виды шарнирных примыканий элементов. Способы моделирования шарниров в различных программных комплексах.

8.Способы задания нагрузок, действующих на деревянные конструкции, при расчете в специализированном программном комплексе.

9.Геометрическая нелинейность. Виды геометрической нелинейности.

10.Физическая нелинейность. Определение.

4.3 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

1.Прокопьев, В.И. Решение строительных задач в SCAD OFFICE : учебное пособие / В.И. Прокопьев; Московский государственный строительный университет - Москва : Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, 2015.

2.Холопов, И.С. Расчет плоских конструкций методом конечного элемента : учебное пособие / И.С. Холопов, И.В. Лосева; Самарский государственный архитектурно-строительный

19

университет - Саратов : ЭБС АСВ, 2014.

3.Лебедев, А.В. Численные методы расчета строительных конструкций : учебное пособие / А.В. Лебедев; Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет - Санкт-Петербург : ЭБС АСВ, 2012

4.Масленников, А.М. Расчет строительных конструкций численными методами : учеб. пособие / А.М. Масленников. - Л. : Изд-во ЛГУ, 1987

5.Серпик, И.Н. Метод конечных элементов в решении задач механики несущих систем : учеб. пособие / И.Н. Серпик. - М. : Изд-во АСВ, 2015

6.Гульванесян, Х. Руководство для проектировщиков к Еврокоду 1990 : основы проектирования сооружений : пер. с англ. / Х. Гульванесян, М. Голицки, Ж.-А. Калгаро. - М. :

МГСУ, 2011

7.Городецкий, А. С. Компьютерные модели конструкций / А.С. Городецкий - М. : АСВ, 2009

8.Гордеев, В. Н. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения / В. Н. Гордеев, А.И. Лантух-Лященко, В.А. Пашинский, А.В. Перельмутер, С.Ф. Пичугин; под общ. ред. А.В. Перельмутера - М. : АСВ, 2008

9.Перельмутер, А.В. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер - М. : ДМК, 2007

10.Грудцина, Г. А.. Использование ПВК SCAD при расчёте несущих конструкций : учебное пособие по курсу «информационные технологии в строительстве». / Грудцина, Г. А., Батуркин, Д. А. ; Г. А. Грудцина, Д. А. Батуркин. – Москва : Российский университет транспорта (МИИТ),

2020. – 65 с. – URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/115842.html. – ISBN ISBN 2227-8397.

11.Карпиловский В.С.. SCAD Office. Формирование сечений и расчет их геометрических характеристик : учебное пособие. / Карпиловский В.С., Криксунов Э.З., Маляренко А.А., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. ; Карпиловский В.С.; Криксунов Э.З.; Маляренко А.А.; Перельмутер А.В.; Перельмутер М.А.. – Москва : АСВ, 2008. – 80 c. – URL: URL: https://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930932913.html. – ISBN ISBN 978-5-93093-291-3.

12.Прокопьев В. И.. Решение строительных задач в SCAD OFFICE : Учебное пособие. / Прокопьев В. И. ; Прокопьев В. И.. – Москва : Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, 2015. – 63 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/30788.html. – ISBN ISBN 978-5-7264-1022-7.

4.4 Задания для самостоятельной работы

Раздел 1. Расчет многоэтажной железобетонной рамы.

Выполнить расчет многоэтажной железобетонной рамы по заданию преподавателя.

Раздел 2. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

Выполнить расчет и армирование монолитного железобетонного купола по заданию преподавателя.

Раздел 3. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений.

Создать пространственную модель расчетной схемы здания из монолитного железобетона.

Раздел 4. Особенности проектирования и расчета деревянных конструкций по пространственной схеме.

Выполнить расчет конструкции из древесины по пространственной расчетной схеме на согласованную тему.