Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет | |
КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ И ТЕОРИИ УПРУГОСТИ | |
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Применение программы SCAD в учебном процессе по строительной механике" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Предлагаемый здесь учебно-методический комплекс (УМК) реализует идею о рациональном использовании в учебном процессе по дисциплине "Строительная механика" (СМ) программы SCAD, построенной на основе метода конечных элементов (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 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. Этому процессу отвечают приведенные здесь учебные пособия, облегчающие студентам, изучающим строительную механику, использование ПК при выполнении ими самостоятельных расчетных работ. УМК по СМ представляется здесь в виде следующих разделов: 1. Информация об УМК. Программа дисциплины "Строительная механика".2. Учебные пособия. 2.1. Строительная механика. Расчет стержневых систем. 2.2. Строительная механика. Применение программы SCAD для расчета стержневых систем. Ч.1. 2.3. Строительная механика. Применение программы SCAD для расчета стержневых систем. Ч.2. 3. Учебные задания по расчетным работам. 3.1. Задания по расчету статически определимых балок, рам, арок. 3.2. Задания по расчету статически определимых ферм и статически неопределимых балок. 4. Примеры выполнения расчетных работ с использованием программы SCAD. 5. Контрольные задачи. 6. Вопросы к экзаменам. Первая цифра в номере приведенных ниже файлов показывает их принадлежность к
указанным разделам. Дана информация о приводимом ниже
учебно-методическом материале. Приведена рабочая программа дисциплины
"Строительная механика" (СМ) на текущий учебный год. . Авторы
информации -И.А.
Константинов, И.И.
Лалина Часть учебного пособия 2.1, в которой даются первые общие представления о стержневых системах. Основная задача СМ. Расчетные схемы СС.
Воздействия на сооружения. Типы плоских СС и детали их расчетных схем. Геометрически изменяемые и неизменяемые СС.
Статически определимые (СО) и статически неопределимые (СН) системы. Методы расчета СС.
. Авторы пособия -
И.А.
Константинов, И.И.
Лалина Продолжение учебного пособия 2.1. Даются правила построения эпюр усилий в стержневых системах,
ориентированные на использование программы SCAD, и способы контроля эпюр. Авторы пособия -
И.А.
Константинов, И.И.
Лалина Продолжение учебного пособия 2.1. Излагается методика определения перемещений
с использованием формулы Максвелла-Мора. Рассматривается идея метода сил расчета СНСС .Демонстрируется применение метода сил
к расчету неразрезных балок. Дается понятие о фокусных точках на пролетах неразрезной балки и способах их определения. Демонстрируется
графический способ С.С.Голушкевича. Авторы пособия -
И.А.
Константинов, И.И.
Лалина На примере программы SCAD реализуется идея использования при изучении дисциплины СМ
современных проектно-вычислительных комплексов (ПВК), применяемых в инженерной практике для расчетов и проектирования
строительных конструкций. Показано, что учащиеся, только начинающие изучать СМ с раздела расчета СОСС, уже могут использовать
программу SCAD для выполнения расчетных работ по этому разделу. Приведены общие рекомендации по использованию программы SCAD
для выполнения расчетных работ студентов по разделу СОСС. Автор пособия -
И.А.
Константинов.. Продолжение учебного пособия 2.2. Дана инструкция по расчету СО ферм с использованием программы SCAD.
Начало расчета многопролетной шарнирной балки. Автор пособия -
И.А.
Константинов.. Продолжение учебного пособия 2.2. Дана инструкция по расчету СО шарнирной балки с использованием программы SCAD.
Начало расчета СО рамы. Автор пособия -
И.А.
Константинов.. Продолжение учебного пособия 2.2. Дана инструкция по расчету СО рамы с использованием программы SCAD.
Начало раздела пособия по определению перемещений. Автор пособия -
И.А.
Константинов.. Продолжение учебного пособия 2.2. Дана инструкция по определению перемещений в СО раме
с использованием программы SCAD. Автор пособия -
И.А.
Константинов.. Пособие 2.3. является продолжением предыдущего пособия (2.2) с аналогичным названием
и продолжает реализацию идеи по использованию ПВК при изучении дисциплины СМ.
Здесь на сайте пособие представляется в виде двух частей. В данной первой части излагается идея алгоритма МКЭ расчета СС, реализуемого в программе SCAD.
Авторы пособия -
И.А.
Константинов, И.И.
Лалина . Вторая часть пособия 2.3. В ней приведены примеры расчета неразрезных балок и рам, опирающихся на
жесткие и упругоподатливые опоры. Рассмотрен также вопрос расчета балок и рам, опирающихся на непрерывное вдоль стержней упругое основание
модели Винклера Авторы пособия -
И.А.
Константинов, И.И.
Лалина Таблица ко второй части пособия 2.3. В ней приведены эпюры усилий
в однопролетных СН балках при различных нагрузках на них
. Приведена текстовая часть учебных заданий по самостоятельным расчетным работам, которые учащиеся специальности ПГС выполняют при изучении разделов строительной механики стержневых систем "Статически определимые СС" (задания 1-4) и "Статически неопределимые СС" (задания 5-8). Авторы заданий -И.А.
Константинов,И.И.
Лалина Две страницы с таблицами 1-3 к заданию 1 по построению эпюр усилий в стмтически определимой многопролетной шарнирной балке.
Страница таблицы 4 для задания 2 с расчетными схемами статически определимых рам, имеющих номера 01-06.
Страница таблицы 4 для задания 2 с расчетными схемами статически определимых рам, имеющих номера 07-12.
Страница таблицы 4 для задания 2 с расчетными схемами статически определимых рам, имеющих номера 13-18.
Страница таблицы 4 для задания 2 с расчетными схемами статически определимых рам, имеющих номера 19-24.
Страница таблицы 4 для задания 2 с расчетными схемами статически определимых рам, имеющих номера 25-30.
Таблица 5 для задания 2 с размерами стержней в расчетных схемах статически определимых рам, имеющих номера 01-30, и со значениями нагрузок на эти рамы.
Страница с таблицами 6-7 для задания 3 по построению эпюр усилий в статически определимых арках.
Страницы с таблицами 8-9 для задания 4 по определению усилий в статически определимых фермах.
Таблицы 10-12 с исходными данными к заданию 5 по построению огибающих эпюр М в неразрезной балке.
Таблица 13 к заданию 5 по построению огибающих эпюр М в неразрезной балке.
Страница с таблицами 14-15 для задания 7 по построению эпюр усилий в балке на грунтовом основании модели Винклера.
Учебное пособие с методическими рекомендациями по выполнению расчетных работ, которые учащийся должен выполнить
самостоятельно при изучении дисциплины «Строительная механика». Приводятся примеры оформления отчетов по расчетным работам.
Предназначено для студентов дневного, вечернего и заочного обучения специальности ПГС направления «Строительство»,
изучающих дисциплину «Строительная механика». Авторы пособия -
И.А.
Константинов, И.И.
Лалина Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 1 "Построение эпюр усилий в статически определимой (СО) многопролетной шарнирной балке".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 2 "Построение эпюр усилий в статически определимой (СО) раме".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 3-а "Построение эпюр усилий в статически определимой (СО) арке без затяжки".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 3-б "Построение эпюр усилий в статически определимой (СО) арке с затяжкой".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 4 "Определение усилий в стержнях статически определимой (СО) фермы".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 5 "Построение огибающих эпюр изгибающих моментов М в неразрезной балке".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 6 "Построение эпюры М в неразрезной балке при загружении одного из ее пролетов или консоли с использованием уравнения трех моментов и фокусных точек".
Приводится пример оформления отчета о выполнении расчетной работы 7 "Определение усилий в балке, лежащей на непрерывном грунтовом основании модели Винклера".
. Настоящее пособие предназначено для облегчения работы учащегося при выполнении им
проектов по металлическим и железобетонным каркасным зданиям. Решается задача .рационального внедрения строительной механики
при выполнении студентами курсового и дипломного проектирования сооружений.
Чтобы более четко выделить расчетную часть, соответствующую задаче СМ, в пособии не рассматриваются вопросы конструирования элементов рамы
и ее узлов, подбора вида и размеров поперечных сечений и ряд других вопросов.
Исходя из такого подхода, автор рассматривает пример достаточно простой плоской поперечной рамы пространственного каркаса промышленного здания (цеха).
Основное внимание уделено вопросу применения программы SCAD для определения усилий в раме от различных нагрузок и их сочетаний с целью построения огибающих эпюр усилий.
Автор пособия -
И.А.
Константинов. Приводится список учебных пособий, рекомендуемый учащимся, выполняющим самостоятельные расчетные работы в соответствии с приведенными выше заданиями.
. Приведены расчетные схемы простейших СО балок, рам и арок для контроля учащегося на умение быстро строить вручную эпюры усилий
для простейших стержневых систем.
. . Приведены расчетные схемы простейших СО ферм для контроля учащегося на умение быстро вручную определять усилия
в простейших фермах.
. . Приведены расчетные схемы СО рам в виде замкнутого контура для контролбной работы
по построению вручную эпюр усилий.
. . Даны вопросы для
подготовки учащихся к экзамену по разделу "Статически определимые (СО) стержневые системы (СС)".
. . Даны вопросы для
подготовки учащихся к экзамену по разделу "Статически неопределимые (СН) стержневые системы (СС)".
. |