1508

нии и расчете железобетонных конструкций. 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.

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

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

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

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.

Раздел 4. Расчет монолитной фундаментной плиты с учетом развития карста.

Цель: сформировать представление о расчете железобетонных конструкций по плоской расчетной схеме с учетом развития карста.

Рассматриваются вопросы расчета железобетонных конструкций по плоской расчетной схеме. Рассматривается область применения плоской схемы при расчете конструкций зданий и сооружений.

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.

Раздел 5. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений

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

Рассматриваются вопросы расчета монолитных 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 особых нагрузок (сейсмические, динамические), действующие на конструкции зданий и сооружений, рассматривается процесс моделирования нагрузок в расчетной схеме и создание расчетной модели с учетом развития карста.

Раздел 6. SCAD OFFICE. Реализация СНиП в проектирующих программах

Цель: рассмотреть назначение и применение различных подпрограмм комплекса SCAD OFFICE

11

для расчета монолитных железобетонных и кирпичных конструкций: железобетонных балок, монолитных железобетонных колонн, определения несущей способности кирпичных простенков, железобетонных перемычек.

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.

Раздел 8. Определение НДС 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.

2.4 Контрольные вопросы

Контрольные вопросы к разделу 1: Расчет многоэтажной железобетонной рамы с учетом сейсмических воздействий.

1.Задание расчетной схемы рамной конструкции из монолитного железобетона (задание стержневой рамной конструкции, задание жесткостей колонн и ригелей) 2.Задание нагрузок.

3.Создание РСУ

4.Создание комбинаций загружений

5.Управление расчетом.

6.Графический анализ результатов расчетов. Анализ деформаций. Анализ усилий. 7.Панели «Визуализация» и «Фильтры отображения».

8.Документирование исходных данных и результатов расчета.

9.Возможности систем для армирования стержневых элементов.

10.Подготовка данных расчета (выписка значений М, N, Q для наиболее нагруженной колонны) для последующего расчета наиболее нагруженной колонны в программе «Арбат».

Контрольные вопросы к разделу 2: Расчет монолитного железобетонного перекрытия с капителями.

1.Задание расчетной схемы монолитного железобетонного безбалочного бескапительного перекрытия по индивидуальному заданию преподавателя

12

2.Задание нагрузок.

3.Создание РСУ

4.Создание комбинаций загружений

5.Управление расчетом.

6. Панели Визуализация и Фильтры отображения.

7.Документирование исходных данных и результатов расчета.

8.Армирование пластинчатых элементов.

9.Подготовка данных расчета для выполнения чертежей армирования перекрытия 10.Анализ результатов расчета и деформаций и подбор арматуры в монолитном безбалочном пе-

рекрытии по рекомендациям преподавателя

Контрольные вопросы к разделу 3: Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций большепролетных зданий и сооружений.

1.Создание расчетной модели железобетонного купола методами SCAD (по заданию преподавате-

ля)

2.Создание поверхностей вращения методами SCAD (по заданию преподавателя)

3.Создание параметрически заданных поверхностей в системе SCAD (по заданию преподавателя) 4.Создание поверхностей вращения по заданной формуле в системе SCAD (по заданию преподава-

теля)

Контрольные вопросы к разделу 4: Расчет монолитной фундаментной плиты с учетом развития карста.

1.Задание расчетной схемы монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании с учетом развития карста по индивидуальному заданию преподавателя.

2.Моделирование естественного основания методами методами SCAD (коэффициенты постели, законтурные элементы)

3.Задание нагрузок.

4.Создание РСУ

5.Создание комбинаций загружений

6.Управление расчетом.

7.Панели Визуализация и Фильтры отображения.

8.Документирование исходных данных и результатов расчета.

9. Армирование пластинчатых элементов.

10.Подготовка данных расчета для выполнения чертежей армирования монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании

11. Анализ результатов расчета и деформаций и подбор арматуры в монолитной железобетонной фундаментной плите с учетом развития карста по рекомендациям преподавателя.

Контрольные вопросы к разделу 5: Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений.

1.Задание расчетной схемы монолитного железобетонного каркаса здания по индивидуальному заданию преподавателя в программе «Форум»

2.Импорт схемы из подпрограммы «Форум» в SCAD OFFICE.

3.Способы задание нагрузок.

4.Создание РСУ

5.Создание комбинаций загружений

6.Управление расчетом.

13

7.Панели Визуализация и Фильтры отображения.

8.Cоздание групп армирования: стержневые элементы (колонны), пластинчатые элементы (перекрытия)

9.Армирование стержневых и пластинчатых элементов.

10.Документирование исходных данных и результатов расчета

11.Проверка сходимости результатов расчета на плоскости и в пространственной модели. Выво-

ды.

Контрольные вопросы к разделу 6: SCAD OFFICE. Реализация СНиП в проектирующих программах.

1.Программа АРБАТ: назначение, пример расчета

2.Программа КРИСТАЛЛ: назначение, пример расчета

3.Программа ВЕСТ: назначение

4.Программа КАМИН: назначение, пример расчета

5.Программа МОНОЛИТ: назначение, пример расчета

6.Программа КРОСС: назначение, пример расчета

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 конструкций с учетом истории нагружения.

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.

14

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к лабораторным занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на лабораторное занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2Примеры задач для лабораторных занятий

Задачи для раздела 1.

Выполнить статический расчет многопролетной железобетонной рамной конструкции с учетом сейсмических воздействий по выданному преподавателем заданию. Задание включает в себя план и разрез здания с монолитным железобетонным каркасом. Нагрузка на перекрытие принимается равномерно распределенная 1,5 т/м2 и приводится к линейной в соответствии с выданными планами

Для каждого студента формируется индивидуальное задание.

Задачи для раздела 2.

Выполнить статический расчет монолитного железобетонного перекрытия с капителями по заданию преподавателя: Задание включает в себя план и разрез здания с монолитным железобетонным каркасом. Подсчет нагрузок на перекрытие ведется студентами в табличной форме по образцу, выданному преподавателем.

Для каждого студента формируется индивидуальное задание.

Задачи для раздела 3.

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 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

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

15

Задачи для раздела 4.

Выполнить расчет монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании с учетом развития карста по заданию преподавателя. Задание включает в себя план и разрез здания с монолитным железобетонным каркасом и характеристики грунтовых условий. Для каждого студента подготовлено индивидуальное задание.

Задачи для раздела 5.

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

Задачи для раздела 6.

Расчет наиболее нагруженной колонны в здании по результатам расчета пространственной расчетной схемы здания в программе «Арбат».

Задачи для раздела 7.

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 20.13330.2011 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 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

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 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

Задачи для раздела 8.

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 ку-

16

пола 30,0 м, высотой 15,0 м. В основании купола лежит деревянная трехшарнирная арка клееного сечения. Шаг ребер составляет 300.

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.

18

Составление записей или конспектов позволяет составить сжатое представление по 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.

4.2Темы 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.

4.3Учебно-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 /

19

И.С. Холопов, И.В. Лосева; Самарский государственный архитектурно-строительный 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 - СанктПетербург : 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. ЛантухЛященко, 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

4.4Задания для самостоятельной работы

Раздел 1. Расчет многоэтажной железобетонной рамы с учетом сейсмических воздействий.

Выполнить расчет многоэтажной железобетонной рамы с учетом сейсмических воздействий по заданию преподавателя.

Раздел 2. Расчет монолитного железобетонного перекрытия с капителями.

Выполнить расчет и армирование монолитного железобетонного перекрытия с капителями по заданию преподавателя.

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

Выполнить расчет и армирование монолитного железобетонного купола по заданию преподавате-

ля.

Раздел 4. Расчет монолитной фундаментной плиты с учетом развития карста.

Выполнить расчет и армирование монолитной железобетонной фундаментной плиты на естественном основании с учетом развития карста по заданию преподавателя.

Раздел 5. Особенности проектирования и расчета железобетонных конструкций высотных зданий и сооружений.

Создать пространственную модель расчетной схемы здания из монолитного железобетона.

Раздел 6. SCAD OFFICE. Реализация СНиП в проектирующих программах.

Расчет и армирование колонны высотой больше 4 м.

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

Сделать обзор геометрически и физически нелинейных задач.

20