используется большое количество других программ, далеко не пол­ ный перечень которых приведен в табл. 10.1. Здесь же указаны не­ которые web-сайты, на которых можно найти необходимую инфор­ мацию по данным программам.

2. Системы конструкторского проектирования

Для автоматизации проектирования металлических, железобе­ тонных, деревянных конструкций используются специальные про­ граммы, которые учитывают специфику конструкций каждого вида. Отличительной чертой этого вида программного обеспечения явля­ ется автоматическое формирование комплектов чертежей соответ­ ствующих марок.

Металлические конструкции. Для проектирования металли­ ческих конструкций предназначены программные комплексы: StruCad (AceCad Software), REAL Steel (InRey Литва), HyperSteel

(DSC,CAD/CAM-Technologien GmbH, Германия), Advance Steel (Graitec, Франция) и другие, которые имеют развитые средства трехмерного графического моделирования и автоматическое фор­ мирование на основе этой модели чертежей марок КМ и КМД.

StruCad - самодостаточная (не использующая AutoCAD) про­ грамма, позволяющая создавать сложные конструкции любой раз­ мерности. Выходная документация автоматически генерируется как в формате StruCad, так и в формате AutoCAD - DWG. Трехмерные модели металлоконструкций, выполненные в StruCad, интегриру­ ются со смежными программами на платформе AutoCAD - напри­ мер, с Autodesk Architectural Desktop.

StruCad выполняет конструирование каркасов и основных эле­ ментов зданий и сооружений, конструирование и расстановку узлов; поддерживает работу со всеми видами металлических конструкций различной формы, выполненными из разных материалов (сталь, титан, алюминий и др.).

Для проектирования в StruCad предусмотрена возможность использования библиотек, выполненных по материалам СНиПов, ГОСТов, СТО, Центрального научно-исследовательского и проект­ ного института строительных металлоконструкций им. Мельникова (ЦНИИпроектстальконструкция) и других.

StruCad обеспечивает возможность двустороннего обмена дан­ ными с внешними расчетными программами (SCAD, STAAD и дру­ гие), использующими принятые у нас методики и нормы расчета. В ней имеется ряд модулей, дополняющих функции проектирова­ ния и документирования, которые обеспечивают сквозной цикл автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства с автоматическим формированием информации для планирования, диспетчеризации и управления производством.

Программы REAL Steel, HyperSteel и Advance Steel работают на платформе AutoCAD, осуществляя проектирование металличе­ ских конструкций. Средствами всех этих программ обеспечивается полный цикл проектирования: создание трехмерной модели, подго­

товка расчетных моделей, деталировка узлов, выпуск конструктор­ ской документации; автоматизированная генерация чертежей из стандартных изображений трехмерной модели: виды (в том числе изометрические), планы, разрезы, узлы.

Имеется прямая интеграция между графической средой AutoCAD и программами расчета и анализа (экспорт/импорт расчетной модели в/из SCAD, ЛИРА или STAAD.Pro).

Железобетонные конструкции. При проектировании железо­ бетонных конструкций можно использовать специализированные мо­ дули комплексной системы Project Studiocs, функционирующей на базе AutoCAD и являющейся логическим продолжением популярной архитектурно-строительной системы проектирования АРКО: Project Studio08 Конструкции и Project Studiocs Фундаменты (Consistent Software, Москва)-, модуль интегрированной системы ALLPLAN конструкции а также модуль МАЭСТРО-К (конструкции) техно­ логической линии проектирования МАЭСТРО (Маэстро, Киев). Программы имеют развитые возможности проектирования, расчета и вычерчивания сборных и монолитных железобетонных конструк­ ций: перемычек, плит перекрытий, фундаментных плит, фундамен­ тов на свайном и естественном основаниях и разработки рабочих чертежей марок КЖ и КЖИ. Более полная информация о данных программных комплексах будет представлена далее при рассмотре­ нии комплексной автоматизации процесса проектирования.

Деревянные конструкции. Система проектирования дере­ вянных домов из бруса и оцилиндрованного бревна АТ Венцы (Архи-Техно, Россия) является приложением к программе архи­ тектурно-строительного проектирования ArchiCAD и позволяет получать трехмерную модель дома с автоматическим размещение бревен в стенах с учетом венцов, оформлением чертежей поэтаж­ ных планов и порядовок по российским стандартам, автоматиче­ ски выпускать спецификации с проверкой длины бревен, деления бревен и многое другое.

В табл. 10.2. приведен краткий перечень некоторых программ, традиционно используемых при проектировании строительных кон­ струкций, указаны некоторые web-сайты, на которых можно найти необходимую информацию.

Autodesk Building Systems - комплексный программный про­ дукт, предназначенный для проектирования внутренних инженерных коммуникаций: отопления и теплоэнергетики, вентиляции и конди­ ционирования, водоснабжения и канализации, электрики, интегриро­ ванный с Autodesk Architectural Desktop (включает полные пакеты Architectural Desktop и AutoCAD) и позволяющий создавать различ­ ные виды инженерных систем, автоматически распознавать типы инженерных коммуникаций и контролировать корректность подклю­ чений к заданным системам.

ALLPLAN инженерные сети - комплекс интегрированной сис­ темы автоматизированного проектирования строительных объектов ALLPLAN, включающий модули: Вентиляция, Отопление, Водо­ снабжение и канализация, Электроснабжение.

МАЭСТРО-С - модуль комплексной системы МАЭСТРО, при­ ложение к AutoCAD и Autodesk Architectural Desktop, предназначен­ ное для проектирования внутренних систем водоснабжения, канали­ зации, отопления и газоснабжения.

Подробнее об этих программах будет сказано ниже в разделе «Комплексные системы автоматизированного проектирования».

MagiCAD (Frogman OY, Финляндия, www.progman.fi, info@emt.ru) - очень удобная программа для черчения, проекти­ рования и расчета инженерных систем: трубопроводов и воздухо­ водов. В небольшом, на первый взгляд, MagiCADe заложено мно­ го хороших свойств. С их помощью легко создаются 3D системы трубопроводов и воздуховодов. Расчёты программы точны, пото­ му что они производятся на «настоящей» модели системы. Про­ грамма является приложением к AutoCAD.

TEPLOOV {ПОТОК, Россия, http:\\www.potok.ru) - программ­ ный комплекс автоматизированного проектирования систем ото­ пления и вентиляции, содержащий следующие разделы:

РОТОК - расчёт систем отопления, охлаждения, теплоснабже­ ния калориферов и оборудования;

BOLER - расчет бойлерных установок (6 схем);

VffiROS - состав продуктов сгорания топлива в выбросах ко­ тельных - для автоматизированной подготовки данных по котельным (при проектировании раздела Охрана окружающей среды котельных установок);

KALOR - расчёт индивидуальных калориферных установок; RTI - расчёт потерь тепла и инфильтрации для помещений; STO L- Расчёт воздухообменов предприятий общественного

питания, оснащенных модулированным оборудованием; VSV - Воздуховоды систем вентиляции.

АРС ПС (CSoft, www.consistent.ru,www.csoft.com,www.csoft.ru) -

автоматизированное рабочее место проектировщика-сантехника. Модульный расчетный комплекс для выполнения строительных сан­ технических расчетов. Содержит следующие расчетные модули:

♦Расчет отопления.

♦Расчет теплопотерь здания.

♦Расчет вентиляции и аспирации.

♦Расчет водоснабжения (холодное, горячее).

♦Расчет тепловых сетей.

♦Расчет водяных и газовых наружных сетей.

♦Расчет температурного поля строительной конструкции.

♦Формирование спецификаций.

♦Инженерные вычисления.

♦Расчет паропроводов/конденсатопроводов.

Имеется надстройка над АРС ПС - АРАМИС, включающая модули: АРАМИС-Win, расширяющий возможности документиро­ вания результатов расчета, и АРАМИС-CAD - для автоматизации чертежных работ, обеспечивающий создание документации стадий «Проект», «Рабочий проект» раздела ОВ. Функционирует на базе AutoCAD.

4. Программы организационно-технологического проектирования

В настоящее время отдельные программы автоматизации работ по технологии производства работ и организации строительства соб­ раны в единый современный комплекс программ организационно­ технологического проектирования ГЕКТОР: ПРОЕКТИРОВЩИКСТРОИТЕЛЬ, который предназначен для эксплуатации группами инженеров подготовки производства, а также проектировщиками-

разработчиками проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР). Он обеспечивает автоматизированное по­ лучение решений (документации) по технологии производства работ и организации строительства как в целом на объекте, так и на отдель­ ные, технологически сложные работы. По существу, программа явля­ ется базой данных по методологии создания проекта производства работ на строительной площадке. Разработчик программы - научнотехнический центр «ГЕКТОР», Россия (http://www.gektorstroi.ru).

В табл. 10.4 приведена структура программы и описано назна­ чение основных программных модулей.

ибезнапорного движения грунтовых вод.

•Рисование фильтров и вставка в чертеж легкой игло- 1 фильтровой установки.

5. Программные комплексы решения задач изысканий, генплана,транспорта

Использование платформы AutoCAD позволяет автоматизиро­ вать процесс решения задач изысканий, картографии, генплана, землеустройства, транспорта и т.п. В настоящее время для этой цели имеется большое количество программных продуктов. Краткое опи­ сание и возможности некоторых из них приведены в табл. 10.4.

Таблица 10.4

ПК для решения задач изысканий, генплана, транспорта

ских работ следующими специалистами: инженер-про­ ектировщик линейных сооружений и стройплощадок, изыскатель, гидролог, мелиоратор, картограф.

•GeoniCS Изыскания (RGS, RGS_PL), программа предназначена для автоматизации процесса обработки полевых измерений;

•GeoniCS Инженерная геология (GeoDirect) - комп­ лексная система, предназначенная для комплексной об­ работки данных инженерно-геологических изысканий;

•GeoniCS Топоплан-Генплан-Сети-Трассы - програм­ мный комплекс, позволяющий автоматизировать про­ ектно-изыскательские работы, а именно: создавать топо­ графические планы, строить трехмерную модель рель­ ефа; проектировать промышленные объекты различного назначения (заводы, отдельные площадки, обустройство месторождений и многое другое) и объекты граждан­ ского строительства; проектировать внешние инженер­ ные сети, линейно-протяженные объекты и оформлять необходимые выходные документы;

•СПДС Профильнабор инструментов и средств, предназначенный для создания, редактирования и офор­ мления профилей различного инженерного назначения.

Autodesk Мар 3D Профессиональная геоинформационная система (ГИС) (Autodesk) для создания, редактирования карт и распространения www.autodesk.ru пространственных и проектных данных в Intranet/

Internet на платформе AutoCAD.

Первое программное средство для интеграции САПР и ГИС.

6. С и стем ы и п р огр ам м ы у п р а в л ен и я п р о ек т а м и и д о к у м ен т о о б о р о т а

Техническое усложнение объектов строительства, а также по­ вышение требований к технологии проектирования и качеству строительства, его экономичности и срокам выполнения заказов требуют принципиально нового комплексного подхода к процессам разработки и сопровождения технической документации, а также управлению этими процессами. Максимально результативное взаи­ модействие различных подразделений может быть достигнуто только при условии создания внутри предприятия или группы предприятий единого информационного пространства, или систе-

мы управления разработкой проекта, включающей управление электронным архивом, организацию взаимодействия персонала в совместной работе над проектом, т.е. системы класса PDM. Неко­ торые примеры таких систем приведены в табл. 10.5.

Таблица 10.5

ПК для решения управления проектами и документооборота

Современные промышленные программные продукты, ориен­ тированные на решение задач проектирования объектов строитель­ ства, включают в свой состав также вычислительные системы

прочностного анализа и проверок несущей способности элементов конструкций на соответствие действующим нормам проектирова­ ния. Именно этим системам посвящены следующие два раздела.

Ко н т р о л ь н ы е в о п р о сы

1.Дайте понятие прикладного программного обеспечения

САПР.

2.Приведите классификацию современного прикладного обес­ печения САПР объектов строительства.

3.Расскажите о системе AutoCAD, общих принципах работы

иподходах к конструированию в AutoCAD.

4.Системы архитектурного проектирования.

5.Системы конструкторского проектирования.

6.Системы проектирования инженерного оборудования.

7.Программы организационно-технологического проектиро­

вания.

8.Программные комплексы решения задач изысканий, генплана,

транспорта.

9. Системы и программы управления проектами и документо­ оборота.

ЛЕКЦИЯ 11

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТОВ

СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Вданном разделе рассматриваются современные программные средства автоматизации прочностных расчетов строительных объектов: строительных конструкций и оснований (САЕ-системы), которые в настоящее время при постоянном усложнении технологий, сокращении сроков, требуемых для решений различных задач, стано­ вятся важной и неотъемлемой частью процесса проектирования. Возможность широко распространять в проектных организациях наиболее прогрессивные методы расчетов, которые сопровождаются непрерывным обновлением в САПР математических моделей, пре­ допределяет высокую эффективность систем автоматизированного проектирования. Даже небольшая проектная организация имеет воз­ можность применять самые современные и эффективные методы расчетов, приобретая системы автоматизированного проектирования

уорганизаций -разработчиков САПР.

Внастоящее время условно можно выделить два направления разработки программных средств для проведения расчетов и проек­ тирования строительных конструкций и оснований:

1.Программы автоматизации инженерных методов расчета, реализованных в строительных нормах и правилах;

2.Интегрированные системы прочностного анализа с исполь­ зованием современных численных методов.

§1. П р о г р а м м ы а в т о м а т и з а ц и и и н ж е н е р н ы х

М ЕТО ДО В РА С ЧЕТА , РЕАЛ ИЗО ВА ННЫ Х В СНиП

Данное направление на современном этапе представлено про­ граммами: NormCAD, ESOP, СпИн, ПРУСК, Кристалл, Арбат, Камин, Вест и другими.

NormCAD - пакет прикладных программ, разработанный фир­ мой «САПРОТОН», который позволяет по методикам СНиПа, СН, ГОСТу, ТУ и другим нормативным документам выполнять сле­ дующие виды расчетов:

♦расчет стальных конструкций,

♦расчет железобетонных конструкций,

♦расчет каменных и армокаменных конструкций,

♦расчет свайных фундаментов,

♦теплотехнический расчет,

атакже производить подготовку проектной документации для представления заказчику и в органы экспертизы.

Основное достоинство программы заключается в способе вы­ вода результатов расчета. NormCAD не ограничивается показом только итоговых результатов, а расчет выполняется в виде отчета — текстового документа в формате Word, который включает: формулы, по которым проводился расчет (как в символьном виде, так и с под­ становкой значений); ссылки на номера формул и пункты в СНиПе; условия расчета; комментарии; перевод единиц измерения; графи­ ческие иллюстрации. Это дает возможность легко проконтролиро­ вать программу на любой стадии расчета.

Другие перечисленные выше программы входят составными частями в разные интегрированные программные комплексы и могут функционировать как в составе этих вычислительных комплексов, так и использоваться независимо от них.

ESO P - модуль интегрированной системы инженера-проекти- ровщика ROBOT office (фирмы ROBOBAT —Франция), представ­ ляющей собой многоцелевое программное обеспечение для инже­ нерных расчетов. ESO P - мастерская инженера-проектировщика, работающая в среде MS EXCEL, (электронный технический справоч­ ник со множеством примеров). В ней реализованы: статический рас­ чет конструкций (железобетонных, деревянных и стальных ферм), механика грунтов, акустика, кондиционирование воздуха, электриче­ ство и другие методики СНиПа.

СпИн и ПРУСК - модули системы сквозного проектирования фирмы «ЕВРОСОФТ».

СпИн - электронный справочник-калькулятор для проектиров­ щиков и инженеров-строителей, который обеспечивает определение характеристик, расчеты по методикам СНиПа. Содержит гипертек­ сты по теоретическим разделам математики и строительной механи­ ки, визуализацию электронных карт. Предоставляет пользователю следующие функциональные возможности для расчетов:

♦железобетонных конструкций по СНиП 2.03.01-84*, нормам DIN и Eurocode 2;

♦деревянных конструкций по СНиП П-25-80;

♦стальных конструкций по СНиП П-23-81 *;

♦каменных конструкций по СНиП П-22-81;

♦оснований зданий и сооружений по СНиП 2.02.01-83*;

♦нагрузок и воздействий по СНиП 2.01.07-85*;

♦математических.

П РУСК - пакет программ для проектирования и расчетов элементов строительных конструкций в точном соответствии с действующими нормами. Программа предназначена для расчетов

иконструирования:

♦железобетонного сечения произвольной формы;

♦железобетонной балки, в том числе с учетом продольной силы и крутящего момента, с учетом сейсмики и пульсации ветра;

♦железобетонной колонны, в том числе расчет по деформиро­ ванной схеме с учетом нелинейной работы бетона, с учетом сейсми­ ки и пульсации ветра;

♦системы железобетонных плит;

♦железобетонной сваи, в том числе расчёт на вертикальную силу и на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил

имомента;

♦расчет оснований.

Кристалл, Арбат, Камин, В ест - проектно-аналитические модули интегрированного программного комплекса SCAD Office, предназначенные для экспертизы и расчета элементов стальных, железобетонных, каменных и армокаменных конструкций, опреде­ ления нагрузок и воздействий на конструкции по соответствующим

методикам СНиПа. Это программы, представляющие собой элек­ тронные справочники, рабочий инструмент инженера-конструктора, предназначенный для выполнения проверок принимаемых конст­ руктивных решений на соответствие требованиям СНиПа.

§2. И н т е г р и р о в а н н ы е с и с т е м ы п р о ч н о с т н о г о а н а л и з а

В настоящее время количество конкурирующих между собой программных комплексов (ПК) для выполнения прочностного ана­ лиза и проектирования строительных объектов измеряется уже сот­ нями. В них реализован МКЭ, включены разные библиотеки конеч­ ных элементов и разные методы решения разрешающей системы алгебраических уравнений; во многих имеются конструирующие подсистемы, в которых реализованы стандарты и нормы того ре­ гиона, для которого специалист ведет проектирование; некоторые из них направлены на решение узкой научной проблемы. Большин­ ство из них имеют информационную связь с CAD-системами и мо­ дульный принцип построения.

В табл. 11.1 приведен далеко не полный перечень «промыш­ ленных» программных комплексов для массового применения. Но это ПК, имеющие наибольшее применение в Российской Феде­ рации и в нашем регионе, которые могут представлять интерес для специалиста, профессионала, деятельность которого лежит в облас­ ти расчета и проектирования строительных конструкций. Большин­ ство ПК носит коммерческий характер, поэтому в таблице приведе­ ны адреса web-сайтов, обращение к которым позволит выяснить необходимые подробности.

Все программные комплексы условно разделены на 2 группы:

специализированные и универсальные ПК

Специализированные ПК ориентированы на проектирование определенного класса конструкций или процессов (в нашем слу­ чае строительных объектов в соответствии со строительными стандартами и нормами). Для специализированных ПК характерны: а) высокая эффективность решения задач рассматриваемого класса; б) простая логическая структура.

В табл. 11.1 приведен также набор сравнительных характери­ стик, содержащих следующую информацию:

Полнота библиотеки конечных элементов - эта характеристи­ ка важна для ПК, т.к. класс решаемых задач (стержневые, пластин­ чатые, трехмерные системы) должен быть достаточно представи­ тельным.

Физическая и геометрическая нелинейность - эта характери­ стика ПК также очень важна, т.к. компьютерное моделирование реальных строительных объектов должно быть максимально при­ ближено к действительной работе материалов (трещинообразование и ползучесть бетона, кирпичной кладки существенное измене­ ние геометрии под нагрузкой для высотных зданий и конструкций типа вантовых покрытий, мембран и т.п.).

Конструирующие системы - железобетон и металл - для проектирования строительных конструкций очень важно, чтобы ПК автоматизировал не только статический и динамический расчет, но и ряд операций, связанных с проектированием железобетонных и металлических конструкций (подбор и проверка сечений, выдача рабочих чертежей и т.п.).

Суперэлементы - реализация суперэлементного подхода в на­ стоящее время имеет большое значение в расчетах сложных конст­ рукций (например, каркасов высотных зданий, большепролетных покрытий, структурных конструкций и т.п.); получается большераз­ мерная конечноэлементная модель, с которой самые мощные вычис­ лительные средства не всегда могут оперативно работать. Метод суперэлементов позволяет вести расчет сложной конструкции путем деления ее на отдельные части (подструктуры) и объединения или «сращивания» их в общий ансамбль как ряд суперэлементов.

Монтаж - наличие этой процедуры в настоящее время вызыва­ ет большой интерес у специалистов, т.к. процесс возведения сложно­ го сооружения связан с многостадийным изменением конструктив­ ных схем. Причем каждая стадия возведения может быть опреде­ ляющей для того или иного конструктивного элемента.

Безусловно, набор сравнительных характеристик ПК недоста­ точно полон, и поэтому далее рассмотрим некоторые программные комплексы, традиционно используемые во многих проектных орга­ низациях для расчета сгроительных сооружений, подробнее.

1. В ы ч и сл и т ел ь н ы й к ом п л ек с Л и р а -W in d ow s

ПК «ЛИРА-Windows» - многофункциональный программный конечно-элементный комплекс для расчета, исследования и проек­ тирования строительных конструкций различного назначения: вы­ сотных зданий, покрытий и перекрытий больших пролетов, под­ порных стен, фундаментных массивов, каркасных конструкций промышленных цехов, отдельных элементов (колонн, ригелей, ферм, панелей) и других.

Вычислительный комплекс обеспечивает исследование широ­ кого класса конструкций: пространственные стержневые системы, произвольные пластинчатые и оболочечные системы, мембраны, массивные тела, комбинированные системы - рамно-связевые кон­ струкции высотных зданий, плиты на грунтовом основании, ребри­ стые пластинчатые системы, многослойные конструкции.

Расчет выполняется на статические и динамические нагрузки. Статические нагрузки моделируют силовые воздействия от сосре­ доточенных или распределенных сил и моментов, температурного нагрева и перемещений отдельных областей конструкции. Динами­ ческие нагрузки моделируют воздействия от землетрясения, пуль­ сирующего потока ветра, вибрационные воздействия от технологи­ ческого оборудования, ударные воздействия.

Исследуемые объекты могут иметь произвольные криволи­ нейные очертания, локальные ослабления в виде различной формы отверстий и полостей, различные условия опирания.

Jlwpb-Windows - модульная система, состоящая из подсистем или модулей, приведенных в табл. 11.2.

Расчетный процессор реализует современные усовершенство­ ванные методы решения систем уравнений с учетом их ленточной структуры {метод Гаусса, фронтальный метод, обеспечивающий параллельную обработку системы уравнений, т.е. вычисление ос­ новных неизвестных не порознь, а группами и др.). Если большая размерность матрицы приводит к ее плохой обусловленности и не­ возможности достичь удовлетворительной точности решения сис­ тем уравнений, то для снятия этой проблемы предоставляется воз­ можность применить суперэлементное моделирование.

ПК «ЛИРА» поддерживает информационную связь с другими широко распространенными CAD-CAE системами, такими как AutoCAD, ArchiCAD, HyperSteel, Allplan, МОНОМАХ и другими.

ПК «ЛИРА» непрерывно развивается. Происходит адаптация к новым операционным системам, техническим платформам и тре­ бованиям информационных систем. Совершенствуются конструи­ рующие системы комплекса и обновляется применяемая норматив­ ная база.

2, Проектно-вычислительный комплекс Structure CAD для Windows (SCAD Office)

Вычислительный комплекс SCAD - универсальная вычисли­ тельная система, предназначенная для прочностного анализа строи­ тельных конструкций различного назначения на статические и ди­ намические воздействия, а также для выполнения ряда функций проектирования элементов конструкций. Это система нового поко­ ления, разработанная инженерами для инженеров и реализованная коллективом опытных программистов (г. Киев), представляет собой дальнейшее развитие программы ЛИРА, реализована как интегри­ рованная система прочностного анализа и проектирования строи­ тельных конструкций на основе метода конечных элементов. В ос­ нову комплекса положена система функциональных модулей, свя­ занных между собой единой информационной средой. Это дает возможность сформировать для каждого пользователя такую кон­ фигурацию SCAD, которая максимально отвечает его потребностям по классу решаемых задач.

SCAD включает развитую библиотеку конечных элементов для моделирования стержневых, пластинчатых, твердотельных и комби­ нированных конструкций, модули анализа устойчивости, формирова­ ния расчетных сочетаний усилий, проверю! напряженного состояния элементов конструкций по различным теориям прочности, определе­ ния усилий взаимодействия фрагмента с остальной конструкцией, вычисления усилий и перемещений от комбинаций загружений.

В настоящее время SCAD Office - это набор программ (табл. 11.3), которые могут как обмениваться информацией, так

и работать независимо. Система постоянно развивается, совершенст­ вуются интерфейс пользователя и вычислительные возможности, включаются новые проектирующие компоненты.

турных систем, как: AutoCAD (DXF, DWG), 3D Studio (3DS), StruCAD, Hyper Steel, МАЭСТРО, ArchiCAD, Architectural Desktop, Allplan, Allplot и др.

3. Комплекс по расчету и конструированию железобетонных монолитных зданий МОНОМАХ

Программный комплекс «МОНОМАХ» предназначен для рас­ чета и проектирования конструкций многоэтажных зданий из моно­ литного железобетона. В результате работы комплекса производит­ ся расчет модели здания и отдельных его частей с формированием рабочих чертежей и схем армирования конструктивных элементов. В нем реализованы нормативы и стандарты России, Украины, дру­ гих стран СНГ. Разработана информационная связь с системами

AutoCAD и ArchiCAD.

ПК «МОНОМАХ» состоит из отдельных подсистем (табл. 11.5), которые связаны информационно, и при этом каждая из них может работать в автономном режиме.

спостроением эпюр усилий, изополей перемещений

инапряжений; определяет расчетную площадь арма­ туры для стеновых элементов и выполняет констру­ ирование для указанных зон армирования.

ПК «МОНОМАХ» имеет встроенную экспертную систему, которая в процессе расчета сообщает пользователю о некоррект­ ных приемах решения: недостаточном сечение элемента, переармировании и т.п.

4. Расчетные комплексы для конечно-элементного анализа грунтового основания

Опыт строительства ответственных сооружений и особенно нарастающее число известных аварий на строящихся или ранее по­ строенных объектах указывают на необходимость учета реальных свойств геотехнической среды при одновременном подробном представлении особенностей конструкций и технологии их возве­ дения. На современном этапе для решения этих проблем применя­ ются специализированные программные средства численного ана­ лиза напряженно-деформированного состояния грунтового основа­ ния и взаимодействия фундаментных конструкций с грунтом: PLAXIS (PLAXIS BV, Нидерланды); Z_SOIL PC 2007, разработка которого была начата в Калифорнийском технологическом инсти­ туте и продолжается в настоящее время международным коллекти­ вом разработчиков; Fem Models (С.-Петербург, Россия) и другие. На примере одного из них покажем возможности этих программных продуктов.

PLAXIS - расчетный комплекс, состоящий из набора приклад­ ных вычислительных программ для конечно-элементного анализа напряженно-деформированного состояния грунтового основания в условиях плоской и осесимметричной задач [88]. Предназначен для решения сложных геотехнических задач на этапах строительст­ ва, эксплуатации и реконструкции сооружения. Программа находит применение во всех видах традиционной геотехнической инжене­ рии: она используется при проектировании дамб и водохранилищ, сооружении фундаментов и оснований, насыпей, котлованов и под­ порных стенок, укреплении откосов, расширении дорог, перемеще­ нии плотин, решении вопросов инфильтрации (просачивания), про­ ектировании тоннелей, проходческих щитов, станций метро.

Основные возможности программы:

-Моделирование грунтов с применением моделей, апробиро­ ванных в современных геотехнических расчетах (упругопластиче­ ская модель Кулона-Мора, модель слабого грунта типа Cam-Clay, реологическая модель с учетом ползучести грунта, упругопластиче­ ская модель упрочняющегося грунта, упругопластическая модель анизотропного скального грунта).

-Моделирование строительных конструкций набором готовых специальных элементов: плитных элементов для моделирования гибких плоских конструкций; стержневых элементов для моделиро­ вания анкеров, распорок, стоек, раскосов; элементов обделки тун­ нелей кругового и некругового сечения; тонких плоских элементов для моделирования геотекстиля, геосеток.

-Расчет начального напряженного состояния грунтового мас­ сива с учетом процесса его формирования.

-Расчет избыточного порового давления в процессе консоли­ дации водонасыщенных глинистых грунтов.

-Расчет напряжений и деформаций в элементах системы «осно- вание-фундамент-сооружение». Оперативный визуальный анализ развития напряженного и деформированного состояний в любом элементе расчетной схемы (конструкция, грунт) на любом этапе рас­ четов с помощью графических материалов (таблицы, эпюры, изоли­ нии, графики, анимационное представление).

-Создание расчетных схем в режиме черчения CAD с учетом неоднородности строения грунтового основания, геометрии соору­ жения, действующих нагрузок и граничных условий.

Внастоящее время разработаны дополнительные модули, рас­ ширяющие возможности программного комплекса:

♦PLAXIS DYNAMICS - анализ воздействия на грунты вибра­ ций, причиной которых служат забивка свай, дорожное движение, землетрясение и т.д.

♦PLAXIS 3D TUNNEL - трехмерный анализ деформаций и ус­ тойчивости при проектировании тоннелей, сооружаемых как щито­ вым способом, так и с использованием тоннельной оболочки.

♦PLAXFLOW - фильтрационный расчет насыщенных и нена­ сыщенных водой грунтовых массивов в условиях плоской задачи методом конечных элементов.

♦PLAXIS 3D FOUNDATION - анализ напряженно-деформиро­ ванного состояния системы «основание - фундамент - сооружение»

вусловиях трехмерной (пространственной) задачи.