Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет | |
КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ И ТЕОРИИ УПРУГОСТИ | |
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС | "Применение программы SCAD в учебном процессе по динамике сооружений" |
Динамика сооружений (ДС) является объемной и трудоемкой частью теории и практики расчета сооружений. Это связано с тем, что наряду с обширной и многообразной теоретической частью ДС, имеется специфика конкретных задач динамики, связанная с характером и особенностью как самого динамического воздействия (например, сейсмического), так и сооружения (стержневого, плиты, оболочки и т. д.). Например, в учебном плане для специальности ПГС направления «Строительство» на ИСФ СПбГПУ курс динамики сооружений состоит из двух отдельных разделов и преподается соответственно в течение девятого и десятого семестров: 1.Основы динамики сооружений; 2. Расчет сооружений на сейсмические воздействия. Для специализации «Строительство сооружений АЭС» на 10 семестре излагается также раздел: 3. Расчет сооружений АЭС на особые воздействия. Приведенные здесь учебно-методические материалы посвящены в основном первому разделу и частично второму. Рассмотрены вопросы динамического расчета сооружений по расчетным схемам с одной и несколькими степенями свободы, построенным либо исходя из физических соображений путем замены распределенной массы сооружения дискретными (например, точечными) массами, либо с помощью численных методов (например, МКЭ). В настоящее время при проектировании строительных конструкций в проектных организациях значительная часть расчетов выполняется на персональных компьютерах (ПК) с помощью специальных проектно-вычислительных комплексов (ПВК), в которых отражаются и используются самые современные достижения по расчету и проектированию сооружений. Подготовка инженеров строительных специальностей должна учитывать это обстоятельство и включать в себя и обучение методам компьютерного проектирования сооружений с использованием тех ПВК, которые доступны для внедрения в учебный процесс в настоящее время. Применяемые при проектировании строительных конструкций и сооружений ПВК отличаются друг от друга методическими и сервисными разработками, но все они включают в себя статические и динамические расчеты конструкций и отдельных их частей, выполняемые методами строительной механики. Алгоритмы численных расчетов в этих программах в основном строятся на методе конечных элементов (МКЭ), реализуемом в форме метода перемещений. Кафедра строительной механики и теории упругости (СМ и ТУ) успешно использует в учебном процессе по дисциплинам «Строительная механика стержневых систем (статика)»; «Теория упругости»; «Динамика сооружений» программу SCAD, являющуюся основной программой ПВК SCAD. Этот программный комплекс оказался очень удобным для использования в учебном процессе не только при изучении указанных дисциплин, но и в дальнейшем при расчетах и проектировании металлических и железобетонных сооружений. Все это заставляет существенно и быстро изменять методику преподавания указанных дисциплин, в том числе дисциплины "Динамика сооружений". Этому процессу обновления дисциплин отвечают приведенные на сайте кафедры СМ и ТУ соответствующие учебно-методические комплексы (УМК), облегчающие студентам понимние вопросов построения расчетных схем сооружений и методики их расчета МКЭ на ПК с использованием современных ПВК. Как, уже отмечалось, в учебном процессе оказалось удобным использовать ПВК SCAD в том числе при динамических расчетах. Предлагаемый здесь учебно-методический комплекс (УМК) по динамике сооружений реализует идею о рациональном использовании в учебном процессе программы SCAD, построенной на основе метода конечных элементов (МКЭ) . В настоящее время УМК по ДС используется в учебном процессе в виде одной книги, представленой на сайте в виде одного электронного документа, который можно скачать прямо отсюда.
|