Учебное пособие. — М.: Издательство АСВ, 2016. — 338 с. — ISBN
978-5-4323-0188-8.
В учебном пособии приведены теоретические и практические основы
компьютерного моделирования применительно к задачам расчёта
строительных конструкций, представлены особенности решения
нелинейных задач, описан инструментарий программного комплекса
ЛИРА-САПР. На примерах рассмотрены вопросы составления расчетных
схем для решения задач сопротивления материалов и строительной
механики.
В приложениях приведены возможные варианты учебных программ для изучения дисциплин «Строительная механика» и «Компьютерное моделирование и автоматизированные расчеты на прочность», а также варианты заданий для лабораторных и расчетно-графических работ по строительной механике. Книга в первую очередь предназначена для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» и по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений», а также для преподавателей дисциплин «Сопротивление материалов», «Строительная механика», «Теория упругости», «Компьютерные технологии и системы автоматизированного проектирования».
Книга также может быть полезна инженерам, использующим в своей проектной практике компьютерные технологии, аспирантам, исследователям, изучающим работу различных типов конструкций, разработчикам программных средств. Предисловие
Введение
Теоретические основы компьютерного моделирования
Путь к компьютерным моделям. Ретроспектива. Возможное развитие
Идеализация объекта при создании компьютерной модели
Метод конечных элементов
Приемы создания расчетных моделей
Решение нелинейных задач – основа моделирования процессов жизненного цикла зданий и сооружений
Особенности расчета конструкций в нелинейной постановке
Физическая нелинейность
Геометрическая нелинейность
Конструктивная нелинейность
Генетическая нелинейность
Моделирование процесса нагружения
Моделирование процесса возведения
Компьютерная реализация. Программный комплекс ЛИРА САПР
Программные комплексы – основа инструментария компьютерного моделирования
Общая схема функционирования программного комплекса ЛИРА – САПР
Библиотека конечных элеменов
Процессоры
Расчетные сочетания усилий (РСУ). Расчетные сочетания нагружений (РСН)
Конструирующие системы
Программный инструментарий компьютерных технологий расчета и проектирования конструкций
Краткое описание ленточного интерфейса ПК ЛИРА-САПР
Запуск программы и подготовка к созданию расчетной схемы
Запуск программы ЛИРА-САПР
Настройка единиц измерения
Создание нового проекта для выполнения расчета и его наименование
Создание расчетной схемы стержневой системы для МКЭ -расчета
Графическое представление расчетной схемы
Выбор компонентов расчетной схемы
Информация о компонентах расчетной схемы
Отображение характеристик расчетной схемы с помощью флагов
Редактирование расчетной схемы
Упаковка схемы
бальные и локальные координатные оси
Назначение типа элементов
Назначение опорных связей
Назначение шарниров в узлах элементов
Назначение жесткостей элементов
Задание нагрузок
Расчетные сочетания усилий
Сохранение расчетной схемы.
Выполнение расчета
Автоматизированное документирование результатов расчета
Понятие о результатах расчета конструкций
Компоненты напряженно-деформированного состояния конструкции
Инструменты создания документации о результатах анализа напряженно-деформированного состояния
Создание документации о расчете
Передача результатов расчета конструкций в чертежные программы
Численно-аналитические методы в дисциплинах «Сопротивление материалов» и «Строительная механика». Стержневые системы
Лабораторная работа №1 – расчет сечения
Расчет сечения аналитическим методом
Расчет сечения в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №2 - расчет составного сечения
Расчет сечения аналитическим методом
Расчет сечения в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №3 - расчет составного сечения
Расчет сечения аналитическим методом
Расчет сечения в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №3 - расчет балки
Расчет балки аналитическим методом
Расчет балки методом конечных элементов с помощью программы Mathcad
Расчет балки в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №4 - расчет арки
Расчет арки аналитическим методом
Расчет арки методом конечных элементов с помощью программы Mathcad
Расчет арки в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №5 - расчет фермы
Расчет фермы аналитическим методом
Расчет фермы в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №6 - расчет рамы
Расчет рамы аналитическим методом
Расчет рамы методом конечных элементов с помощью программы Mathcad
Расчет рамы в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №7 - расчет рамы на устойчивость
Расчет рамы на устойчивость в ПК ЛИРА–САПР
Расчет стержня на устойчивость в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №9 - расчет рамы на динамическое воздействие в ПК ЛИРА–САПР
Расчет рамы на динамическое воздействие в ПК ЛИРА–САПР
Сбор масс аналитическим методом
Численно-аналитические методы расчета в дисциплине «Строительная механика». Пластинчатые системы
Лабораторная работа №1 - расчет толстого цилиндра (плоская деформация)
Расчет толстого цилиндра аналитическим методом
Расчет толстого цилиндра в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №2 - расчет плиты
Расчет плиты аналитическим методом
Расчет плиты в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №3 - расчет балки-стенки
Расчет балки-стенки аналитическим методом
Расчет балки-стенки в ПК ЛИРА–САПР
Литература
Приложения
Приложение 1. Примеры рабочих учебных программ
Приложение 2
Варианты заданий для лабораторных и расчетно-графических работ дисциплины «Строительная механика»
Задание к лабораторной работе №1-3 (глава 5) – расчет состовного сечения
Задание к лабораторной работе №4 (глава 5) - расчет балки
Задание к лабораторной работе №5 (глава 5) - расчет арки
Задание к лабораторной работе №6 (глава 5) - расчет фермы
Задание к лабораторной работе №7-9 (глава 5) - расчет рамы
Задание к лабораторной работе №1 (глава 6) - расчет толстого цилиндра (плоская деформация)
Задание к лабораторной работе №2 (глава 6) - расчет плиты
Задание к лабораторной работе №3 (глава 6) - расчет балки-стенки
Приложение 3
Расчёт балки методом конечных элементов
Расчёт арки методом конечных элементов
Расчёт рамы методом конечных элементов
В приложениях приведены возможные варианты учебных программ для изучения дисциплин «Строительная механика» и «Компьютерное моделирование и автоматизированные расчеты на прочность», а также варианты заданий для лабораторных и расчетно-графических работ по строительной механике. Книга в первую очередь предназначена для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» и по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений», а также для преподавателей дисциплин «Сопротивление материалов», «Строительная механика», «Теория упругости», «Компьютерные технологии и системы автоматизированного проектирования».
Книга также может быть полезна инженерам, использующим в своей проектной практике компьютерные технологии, аспирантам, исследователям, изучающим работу различных типов конструкций, разработчикам программных средств. Предисловие
Введение
Теоретические основы компьютерного моделирования
Путь к компьютерным моделям. Ретроспектива. Возможное развитие
Идеализация объекта при создании компьютерной модели
Метод конечных элементов
Приемы создания расчетных моделей
Решение нелинейных задач – основа моделирования процессов жизненного цикла зданий и сооружений
Особенности расчета конструкций в нелинейной постановке
Физическая нелинейность
Геометрическая нелинейность
Конструктивная нелинейность
Генетическая нелинейность
Моделирование процесса нагружения
Моделирование процесса возведения
Компьютерная реализация. Программный комплекс ЛИРА САПР
Программные комплексы – основа инструментария компьютерного моделирования
Общая схема функционирования программного комплекса ЛИРА – САПР
Библиотека конечных элеменов
Процессоры
Расчетные сочетания усилий (РСУ). Расчетные сочетания нагружений (РСН)
Конструирующие системы
Программный инструментарий компьютерных технологий расчета и проектирования конструкций
Краткое описание ленточного интерфейса ПК ЛИРА-САПР
Запуск программы и подготовка к созданию расчетной схемы
Запуск программы ЛИРА-САПР
Настройка единиц измерения
Создание нового проекта для выполнения расчета и его наименование
Создание расчетной схемы стержневой системы для МКЭ -расчета
Графическое представление расчетной схемы
Выбор компонентов расчетной схемы
Информация о компонентах расчетной схемы
Отображение характеристик расчетной схемы с помощью флагов
Редактирование расчетной схемы
Упаковка схемы
бальные и локальные координатные оси
Назначение типа элементов
Назначение опорных связей
Назначение шарниров в узлах элементов
Назначение жесткостей элементов
Задание нагрузок
Расчетные сочетания усилий
Сохранение расчетной схемы.
Выполнение расчета
Автоматизированное документирование результатов расчета
Понятие о результатах расчета конструкций
Компоненты напряженно-деформированного состояния конструкции
Инструменты создания документации о результатах анализа напряженно-деформированного состояния
Создание документации о расчете
Передача результатов расчета конструкций в чертежные программы
Численно-аналитические методы в дисциплинах «Сопротивление материалов» и «Строительная механика». Стержневые системы
Лабораторная работа №1 – расчет сечения
Расчет сечения аналитическим методом
Расчет сечения в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №2 - расчет составного сечения
Расчет сечения аналитическим методом
Расчет сечения в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №3 - расчет составного сечения
Расчет сечения аналитическим методом
Расчет сечения в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №3 - расчет балки
Расчет балки аналитическим методом
Расчет балки методом конечных элементов с помощью программы Mathcad
Расчет балки в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №4 - расчет арки
Расчет арки аналитическим методом
Расчет арки методом конечных элементов с помощью программы Mathcad
Расчет арки в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №5 - расчет фермы
Расчет фермы аналитическим методом
Расчет фермы в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №6 - расчет рамы
Расчет рамы аналитическим методом
Расчет рамы методом конечных элементов с помощью программы Mathcad
Расчет рамы в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №7 - расчет рамы на устойчивость
Расчет рамы на устойчивость в ПК ЛИРА–САПР
Расчет стержня на устойчивость в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №9 - расчет рамы на динамическое воздействие в ПК ЛИРА–САПР
Расчет рамы на динамическое воздействие в ПК ЛИРА–САПР
Сбор масс аналитическим методом
Численно-аналитические методы расчета в дисциплине «Строительная механика». Пластинчатые системы
Лабораторная работа №1 - расчет толстого цилиндра (плоская деформация)
Расчет толстого цилиндра аналитическим методом
Расчет толстого цилиндра в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №2 - расчет плиты
Расчет плиты аналитическим методом
Расчет плиты в ПК ЛИРА–САПР
Лабораторная работа №3 - расчет балки-стенки
Расчет балки-стенки аналитическим методом
Расчет балки-стенки в ПК ЛИРА–САПР
Литература
Приложения
Приложение 1. Примеры рабочих учебных программ
Приложение 2
Варианты заданий для лабораторных и расчетно-графических работ дисциплины «Строительная механика»
Задание к лабораторной работе №1-3 (глава 5) – расчет состовного сечения
Задание к лабораторной работе №4 (глава 5) - расчет балки
Задание к лабораторной работе №5 (глава 5) - расчет арки
Задание к лабораторной работе №6 (глава 5) - расчет фермы
Задание к лабораторной работе №7-9 (глава 5) - расчет рамы
Задание к лабораторной работе №1 (глава 6) - расчет толстого цилиндра (плоская деформация)
Задание к лабораторной работе №2 (глава 6) - расчет плиты
Задание к лабораторной работе №3 (глава 6) - расчет балки-стенки
Приложение 3
Расчёт балки методом конечных элементов
Расчёт арки методом конечных элементов
Расчёт рамы методом конечных элементов