9529
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет”
П.А. Хазов, Лампси Б.Б.
Лабораторные работы по САПР
Учебно-методическое пособие
Нижний Новгород
2017
1
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
“Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет”
П.А. Хазов, Лампси Б.Б.
Лабораторные работы по САПР
Учебно-методическое пособие по подготовке к лабораторным занятиям
(включая рекомендации для самостоятельной работы) по дисциплине
«Системы автоматизированного расчета и проектирования в строительстве» для обучающихся по направлению подготовки направлению подготовки 08.03.01 Строительство,
профиль Промышленное и гражданское строительство (программы академического и прикладного бакалавриата, Б.1.53.01.)
Нижний Новгород ННГАСУ
2017
2
УДК 624.04 (075)
П.А. Хазов Лабораторные работы по САПР: [Электронный ресурс]: учеб.- метод.пос./П.А.Хазов, Б.Б.Лампси; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ , 2017. – 34 с.; ил. 33 электрон. опт. диск (CD-RW)
Рассматриваются решения некоторых задач механики с помощью программновычислительного комплекса. Приводятся задания для выполнения студентами лабораторных работ по механике.
Предназначено для студентов вузов направления 08.03.01 Строительство, профиль Промышленное и гражданское строительство.
©П.А.Хазов, Б.Б.Лампси 2017 ©ННГАСУ, 2017
3
Содержание
Введение………………………………………………………………
1.Лабораторная работа №1 Решение задач строительной механики
с применением ПВК «Полюс»………………………………………
1.1Задача 1 Построение эпюр моментов и поперечных сил в статически определимой балке с помощью ПВК «Полюс»……………………..
1.2Задача 2 Построение эпюр моментов, поперечных и продольных сил в статически определимой раме с помощью ПВК «Полюс»……………
1.3Задача 3 Построение эпюр моментов, поперечных и продольных сил в статически неопределимой раме с помощью ПВК «Полюс»……………
1.4Задача 4 Определение усилий в стержнях статически определимой фермы с помощью ПВК «Полюс»………………………………………...
1.5 Задача 5 Определение усилий в стержнях трехшарнирной фермы
с помощью ПВК «Полюс»…………………………………………………
2.Лабораторная работа №2 Расчет перфорированной балки ……….
3.Лабораторная работа №3 Расчет монолитной плиты перекрытия……………………………………
4Лабораторная работа №4 Расчет подпорной стенки
……………………
Литература…………………………………………………………….
Стр.
4
5
10
17
24
29
33
38
54
59
61
4
Введение
Для решения задач механики с помощью ЭВМ существует множество про-
граммно-вычислительных комплексов – SCAD, LIRA и пр. Эти программы позволяют решать целый ряд не только расчетных, но и конструкторских задач. При этом все они довольно сложны для пользователя и временные затраты на вычисление усилий с их помощью зачастую могут превысить затраты на аналогичное «ручное» решение.
При этом существует ряд программ, позволяющих решить классические задачи при-
кладной механики достаточно быстро. Одной из них является программа для расчета стержневых строительных конструкций «ПОЛЮС». Данные методическое пособие ознакомит студентов с решением основных типов задач прикладной механики – задач теоретической механики, сопротивления материалов и строительной механики.
5
1. Лабораторная работа №1
1.1 Задача 1
Построение эпюр моментов и поперечных сил в статически определимой балке с
помощью ПВК «Полюс»
Для балки (рис.1) требуется с помощью ПВК «Полюс»:
1.Определить опорные реакции;
2.Построить эпюру моментов и эпюру поперечных сил.
Рис.1.1
Изучаемая балка
Расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке:
1. Назначение типа связи для новых стержней
Поскольку балка является изгибаемым элементом, более удобным вновь вводи-
мым стержнем будет стержень с жесткими связями по краям. Для назначения в пане-
ли управления выбирается меню «Настройки», затем «параметры…». В появившемся окне в разделе «параметры для новых стержней» необходимо выбрать тип связи «же-
сткая».
2. Ввод опорных узлов
На вертикальной панели команд выбирается команда «опорный узел». После двойного щелчка в любую область экрана открывается окно «Свойства узла». Вво-
дятся координаты первого опорного узла – х = 0, у = 0. Для моделирования шарнир-
но-подвижной опоры воспользуемся стержнем с шарнирами по концам. Тогда опор-
ный узел должен располагаться на любом расстоянии ниже точки закрепления балки,
а координата х опорного узла должна совпадать с таковой у точки закрепления. На-
пример, вводятся координаты х = 15, у = - 1. Тогда закрепляемый узел балки превра-
6
тится в свободный. В случае, если узел оказался за границами экрана, необходимо выбрать команду «показать всю конструкцию» на горизонтальной панели команд.
3. Ввод свободных узлов
Свободным является узел балки, в котором приложена сосредоточенная сила,
сосредоточенный момент, начинается или заканчивается равномерно-распределенная нагрузка, под которым находится опора. На панели команд выбирается команда
«свободный узел». После двойного щелчка в любую область экрана открывается окно
«Свойства узла». Поочередно вводятся координаты свободных узлов. Схема на экра-
не при этом примет вид (рис.1.2):
Рис.1.2
Опорные и свободные узлы балки
4. Добавление стержней
На вертикальной панели команд выбирается команда «стержень». Для добавле-
ния стержня поочередно выбираются его начальный (левый) узел и конечный (пра-
вый) узел. Если узлы лежат на одной прямой, недостаточно соединить их одним стержнем, стержней должно быть столько, сколько промежутком между узлами. Так же необходимо ввести и опорный стержень. Для отображения номеров узлов и стержней на горизонтальной панели выбирается команда «Включить/Выключить но-
мера элементов». После ввода стержней схема на экране примет вид (рис.1.3):
Рис.1.3
Схема балки после ввода стержней
7
5. Установка шарниров
Для установки шарниров в вертикальном меню выбирается команда «редакти-
рование», после чего выполняется двойной щелчок по первому стержню. В открыв-
шемся окне для начального узла устанавливается тип связи «шарнир». Затем анало-
гично у опорного стержня шарниры устанавливаются в обоих узлах (рис.1.4):
Рис.1.4
Схема балки после установки шарниров
6. Назначение нагрузок
Для задания сосредоточенной силы и распределенной нагрузки выбираются со-
ответствующие команды на вертикальной панели, а в открывающихся окнах вводятся соответствующие значения. Для моделирования сосредоточенного момента необхо-
димо задать пару сил. Для этого вводятся узлы, ограничивающие консоли в точке приложения момента. Для удобства, расстояние между узлами принимается равным
1м. Тогда координаты узлов будут равны: [2.5, -0.5], [2.5, 05]. Узлы соединяются с уз-
лом 2 стержнями, а по краям прикладывается пара сил, сонаправленная с моментом и численно равная ему (рис.1.5):
Рис.1.5
Схема балки после задания нагрузки
7. Чтение результатов
Для удобства чтения результатов рекомендуется выбрать а горизонтальной па-
нели команду «Включить/Выключить нагрузки». Затем на горизонтальной панели по-
очередно выбираются команды R (реакции), М (моменты) и Q (поперечные силы). Ре-
зультаты расчета показаны на рис.1.6.
8
В случае наложения результатов рекомендуется воспользоваться приближением (команда «увеличить» на горизонтальной панели).
(а)
(б)
(в)
Рис.1.6
Опорные реакции (а), моменты (б), поперечные силы (в) в балке
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.Определить реакции, построить эпюры моментов и поперечных сил в балке (рис.1.7) с помощью ПВК «ПОЛЮС», где: № схемы – № компьютера в компьютерном классе, значение сосредоточенной силы [кН] – № студента в списке группы.
2.Выполнить расчет той же балки любым из методов сопротивления материалов. Сравнить результаты.
9
Рис. 1.7
1.2. Задача 2
Построение эпюр моментов, поперечных и продольных сил в статически определимой раме с помощью ПВК «Полюс»
Для статически определимой рамы (рис.2.1) требуется с помощью ПВК «Полюс»:
1.Определить опорные реакции;
2.Построить эпюру моментов, эпюру поперечных сил, эпюру продольных сил.