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.). Поэтому обычно 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.Теоретические 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 динамики сооружений. Этому процессу отвечают приведенные здесь учебные пособия, облегчающие студентам понимать: построение расчетных схем при динамических расчетах; понимать постановку задач динамики сооружений и методику их решения МКЭ на ПК с использованием современных ПВК. Как, уже отмечалось, в учебном процессе оказалось удобным использовать ПВК SCAD. 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) . УМК по ДС представляется здесь в виде следующих разделов: 1. Учебные пособия.2. Учебные задания. 3. Примеры выполнения заданий. 4. Вопросы к экзамену. Первая цифра номеров приведенных ниже файлов показывает, к какому разделу
они принадлежат.
. Рассматриваются основы динамики сооружений. Приведены примеры определения собственной частоты
системы с одной степенью свободы, к которой приводятся реальные конструкции, имеющие расчетную схему в виде балки. Дается первое представление
о возможностях программы SCAD решения этой задачи для железобетонной балки и для металлической башни ветроэнергетической установки (ВЭУ).
Авторы пособия -
И.А.
Константинов, В.В.Лалин, И.И.Лалина. . Продолжение учебного пособия 1.1. Приведены примеры решения задач о вынужденных колебаниях
системы с одной степенью свободы, к которой приводятся реальные конструкции, имеющие расчетную схему в виде балки. Дается первое представление
о возможностях программы SCAD решения этой задачи для железобетонной балки и для металлической башни ветроэнергетической установки (ВЭУ).
Авторы пособия -
И.А.
Константинов, В.В.Лалин, И.И.Лалина. . Продолжение учебного пособия. Рассматривается решение задач о свободных и
вынужденных колебаниях системы с несколькими степенями свободы методом разложения искомых величин по собственным формам колебаний (СФК).
Приведены примеры решения этм методом задачи о колебаниях железобетонной балки при установившихся гармонических колебаниях и
металлической башни ветроэнергетической установки (ВЭУ) при сейсмическом воздействии на ПК с использованием программы SCAD..
Авторы пособия -
И.А.
Константинов, В.В.Лалин, И.И.Лалина. . Приведены задания по расчетным работам, которые учащиеся должны выполнять
при изучении теоретических основ динамики сооруженй (ДС). Автор заданий -
И.А.
Константинов. . Приведены примеры выполнения заданий по расчетным работам, которые должны
выполнять учащиеся ФОДО на первом семестре изучения динамики сооружений (ДС). Автор пособия -
И.А.
Константинов. . Приведены вопросы для подготовки к экзамену по изучаемому разделу динамики
сооружений. Вопросы сформулированы с ориентировкой на учебное пособие, материал которого размещен выше в трех файлах раздела 1. Автор вопросов -
И.А.
Константинов. |