Основи автоматизації проектування в будівництві

Доцент С.І. Сахно

Курс «Основи автоматизації проектування в будівництві» базується на використанні знань набутих під час вивчення таких дисциплін як: опір матеріалів; будівельна механіка; залізобенонні та кам'яні конструкції; металеві конструкції; основи та фундаменти.
Мета і завдання курсу наведені і затверджені в робочій програмі, де передбачено розв'язання тематичних задач та виконання індівідуальних розрахункових робіт.
Для вивчення даного курсу використовується сучасне ліцензійне програмне забезпечення - SCAD Office (Україна).

SCAD Office – це інтегрована система міцністного аналізу і проектування конструкцій і є набором програм, призначених для виконання міцністних розрахунків і проектування різного виду і призначення будівельних конструкцій.

З досвіду викладання і практичного виконання проектно-конструкторських робіт можна зробити висновок, що жоден з користувачів (студентів), що освоїв в достатній мірі SCAD Office, ніколи не повернеться до рутинних «ручних» розрахунків. Оскільки переваги, які дає робота в SCAD Office, виправдовують зусилля, які необхідно витратити на його вивчення і освоєння. SCAD Office змінить Ваше уявлення про можливості виконання автоматизованих розрахунків на персональній техніці, дозволить більше часу приділити творчості, залишивши рутину машині.

До складу системи входять програми чотирьох основних видів:

обчислювальний комплекс SCAD++ (Structure CAD), який є універсальною розрахунковою системою скінченно-елементного аналізу конструкцій і орієнтований на вирішення завдань проектування будівель і споруд досить складної структури;
допоміжні програми, призначені для «обслуговування» ВК SCAD і забезпечуючі: формування і розрахунок геометричних характеристик різного виду перетинів стержневих елементів (Конструктор сечений, КОНСУЛ, ТОНУС, СЕЗАМ), визначення навантажень і дій на проектовану споруду ВеСТ, обчислення коефіцієнтів постелі, необхідних при розрахунку конструкцій на пружній основі КРОС.
проектно-аналітичні програми КРИСТАЛ, АРБАТ, ДЕКОР і КАМІН, які призначені для вирішення задач перевірки і розрахунку елементів сталевих, залізобетонних, дерев'яних, кам'яних і армокам'яних конструкцій відповідно до вимог нормативних документів.
проектно-конструкторські програми КОМЕТА2 і МОНОЛІТ, призначені для розробки конструкторської документації на стадії детального опрацювання проектного рішення.

ВеСТ

ВеСТ призначена для розрахунків, пов'язаних з визначенням навантажень і дій на будівельні конструкції відповідно до рекомендацій ДБН В.1.2-2: 2006 «Навантаження і впливи» з урахуванням зміни № 1 від 1 жовтня 2007. Окрім вказаної функції Вест до певної міри грає роль довідника, за допомогою якого можна уточнити деякі фактичні дані про районування території по навантаженнях і діях або отримати інші конкретні дані довідкового характеру.

Кристалл

Програма призначена для виконання перевірок елементів і з'єднань сталевих конструкцій на відповідність вимогам "Сталеві конструкції. Норми проектування", ДБН В.2.6-198: 2014. Основні режими програми наведені нижче по тексту.

Опір перерізів - визначаються коефіцієнти використання обмежень для будь-якого з передбачених програмою типів поперечних перерізів при дії довільних зусиль. Крім того, будуються криві взаємодії для будь-яких допустимих комбінацій пар зусиль.

Болтові з'єднання - для різних конструктивних рішень болтових з'єднань визначаються коефіцієнти використання обмежень і будуються криві взаємодії допустимих комбінацій пар зусиль.

Зварні з'єднання - для різних конструктивних рішень зварних з'єднань коефіцієнти використання обмежень і будуються криві взаємодії допустимих комбінацій пар зусиль.

Ферми - реалізуються усі необхідні перевірки елементів ферм на міцність, стійкість і граничну гнучкість для схем конструкцій, найчастіше використовуваних на практиці. Визначаються розрахункові значення зусиль і їх поєднань від вертикальних зовнішніх навантажень, що задаються. Передбачений підбір перерізів.

Балки - режим орієнтований на аналіз і проектування зварних і прокатних балок з різними умовами того, що спирається.

Стійки - режим орієнтований на аналіз і проектування колон і стойок різного поперечного перерізу.

КОНСТРУКТОР СЕЧЕНИЙ

Конструктор перерізів призначений для формування довільних складених перерізів із сталевих прокатних профілів і листів, а також розрахунку їх геометричних характеристик, необхідних для виконання розрахунку конструкцій.

Обчислення виконуються за звичайними правилами опору матеріалів.

За результатами розрахунку геометричних характеристик перерізу формується файл звіту у форматі RTF. Результати розрахунку геометричних характеристик можуть експортуватися в обчислювальний комплекс SCAD++, а також в систему для розрахунку і експертизи елементів сталевих конструкцій КРИСТАЛ.

КОМЕТА

Програма КОМЕТА призначена для експертизи прийнятих проектних рішень і проектування найбільш поширених типів вузлів стержневих металевих конструкцій будівель і споруд в промисловому і цивільному будівництві.

Програма включає інформаційні режими, що виконують довідкові і допоміжні операції, і розрахункові режими, що реалізовують експертизу і проектування вузлів. За допомогою програми можна виконати як експертизу прийнятого раніше проектного рішення відповідно до вимог ДБН В.2.6-198: 2014, так і запроектувати вузол на основі вибраного прототипу.

Результатом роботи є креслення вузла (у тому числі і у форматі DXF) і дані про міцність його окремих елементів (деталей конструкції, зварних швів, болтів і так далі), представлені у вигляді набору коефіцієнтів використання обмежень. Останні дають можливість оцінити якість отриманого технічного рішення і, за бажання, прийняти рішення про зміну деяких з параметрів конструкції. До програми увійшли різні прототипи вузлів, включаючи жорсткі бази колон, що реалізовують жорстке закріплення колони у фундаменті, шарнірні бази, стики балок, виконані за допомогою накладок або на фланцях, вузли ферм з парних кутиків і прямокутних (квадратних) труб, шарнірні і жорсткі вузли сполучення ригеля з колоною, типові вузли сполучення балок в один рівень, виконаний на болтах або за допомогою опорних кутиків.

АРБАТ

Програма АРБАТ призначена для підбору і перевірки існуючої арматури в елементах залізобетонних конструкцій (нерозрізні балки і колони), а також для обчислення прогинів в залізобетонних балках згідно з вимогами СНиП 2.03.01-84*. Розрахунок виконується по граничних станах першої і другої групи для розрахункових сполучень зусиль (РСУ), вибираних автоматично залежно від заданих навантажень відповідно до вимог ДБН В.1.2-2: 2006 "Навантаження і впливи".

Підбір і перевірки виконуються для залізобетонних конструкцій з важкого, дрібнозернистого і легкого бетонів із застосуванням арматурної сталі класу А- I, A - II, A - III, A - IV, A - V, A - VI, A400C, A500C, а також арматурного дроту класу ВР- I.

Окрім вказаних функцій АРБАТ виконує певною мірою і роль довідника, за допомогою якого можна уточнити деякі дані відносно сортаменту і характеристик арматури, нормативного і розрахункового опору, а також коефіцієнтів умов роботи бетону.

Серія режимів дозволяє перевірити конструкцію на місцеве стискання, продавлювання і відрив. Крім того, є можливість провести експертизу закладних деталей і коротких консолей.

КАМИН

Програма призначена для перевірок здатності конструктивних елементів кам'яних і армокаменных несучих конструкцій відповідно до вимог СНиП II - 22-81 і документів, випущених в розвиток і доповнення цих норм. До складу елементів, що перевіряються, включені центрально і внецентренно навантажені стовпи різного поперечного перерізу в плані, рядові, клиновидні і арочні перемички, зовнішні і внутрішні стіни будівлі з отворами і без отворів, стіни підвалів.

Окрім перевірки загальної міцності і стійкості елементів виконується експертиза місцевої міцності в місцях опирання балок, прогонів і інших елементів на стіни і стовпи.

Також перевіряється несуча здатність центрально і внецентренно навантажених елементів, підсилених сталевими обоймами, і стін, ослаблених отворами.