Учебно-методический комплекс по дисциплине «Использование ЭВМ в расчетах конструктивных систем зданий и проектировании сооружений» Специальность icon

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Использование ЭВМ в расчетах конструктивных систем зданий и проектировании сооружений» Специальность


Смотрите также:
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Архитектура гражданских и промышленных зданий и...
Учебно-методический комплекс дисциплины (модуля...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Архитектура транспортных сооружений» Специальность...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Применение графических пакетов при проектировании»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине интегрированные системы в финансово-экономических...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Моделирование работы несущих конструкций...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Техническая эксплуатация, реконструкция...
Учебно методический комплекс Владивосток 2009 Рецензенты...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «интеллектуальные информационные системы»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине численные методы в инженерных расчетах Специальность...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Организация ЭВМ и систем (название)...



Загрузка...
скачать


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

ТРАНСПОРТА


государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)


УТВЕРЖДЕНО:

Проректором по учебно-методической работе - директором РОАТ

«____»_______________20____г.


Кафедра «Здания и сооружения на транспорте»

Автор: Павлов Ю.А.


Учебно-методический комплекс по дисциплине

«Использование ЭВМ в расчетах конструктивных систем зданий и проектировании сооружений»


Специальность:

270102 Промышленное и гражданское строительство (ПГС)



Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии академии

Протокол № 1

« 20»января 2011г.


Утверждено на заседании кафедры «Здания и сооружения на транспорте»

Протокол №7

« 01 » февраля 2011г.


Москва 2011


Автор-составитель

Павлов Ю.А.


Учебно-методический комплекс по дисциплине «Использование ЭВМ в расчетах конструктивных систем зданий и проектировании сооружений» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» (ПГС).

Дисциплина входит в цикл специальных дисциплин.


^ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

ТРАНСПОРТА

государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

^ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)

СОГЛАСОВАНО: Выпускающая кафедра

«Здания и сооружения на транспорте»


УТВЕРЖДЕНО: Проректором по учебно-методической работе-директором РОАТ «___»________________20____г.



Кафедра «ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ»


Автор: Павлов Ю.А.


^ РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Использование эвм в расчетах конструктивных систем зданий и проектировании сооружений»

для студентов 4 курса специальности


270102 Промышленное и гражданское строительство (ПГС)



Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии академии

Протокол № 2

« 20» января 2011г.


Утверждено на заседании кафедры

«Здания и сооружения на транспорте»

Протокол № 7

« 01 » февраля 2011 г.




^ 1.ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина предназначена для приобретения практических навыков использования пакетов прикладных программ и вспомогательных программ для расчетов и проектирования конструктивных систем и элементов зданий и сооружений.


^ 2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Изучив дисциплину студент должен:

2,1 Знать и уметь использовать на практике основные пакеты программ расчетов и проектирования конструктивных систем и элементов зданий и сооружений.

2.2 Владеть практическими навыками использования ЭВМ при проектировании зданий и сооружений


^ 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы

Всего часов

Курс – IV

Общая трудоемкость дисциплины

165




Аудиторные занятия:

24




Лекции

4




Лабораторный практикум

20




Самостоятельная работа:

111




Контрольные работы

30

2

Вид итогового контроля




Зачет


^ 4.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

Лабораторный практикум

1

Виды прикладных программ. Подготовка и организация работ с ЭВМ.

2

-

2

Расчеты рамных конструктивных систем

1

12

3

Расчеты усилий и деформаций в стержневых системах

1

8



^ 4.2 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1

  1. Характеристика задач и места ЭВМ в процессе проектирования конструктивных систем и элементов зданий и сооружений.

  2. Основные виды прикладных программ, применяемых в проектировании зданий и сооружений. Пакеты программ общего и специального назначения, частные и вспомогательные программы.

  3. Подготовка к применению программ. Изучение конструктивных схем и составление математической модели. Подготовка исходных данных.

  4. Организация работы с ЭВМ. Составление расчетных схем, таблиц исходных данных. Подготовка справочных данных, организация рабочего места и использование средств оргтехники.



Раздел 2


  1. Практика применения пакетов программ в вычислениях усилий в рамных системах. Разработка вспомогательных программ.

  2. Составление таблиц исходных данных.

  3. Вычисления усилий в рамных системах.



Раздел 3


  1. Применение ЭВМ в расчетах стержневых систем типа ферм. Вычисления усилий и деформаций в фермах. Применение повторителей ввода данных.

  2. Обработка и оформление результатов вычислений.




    1. ^ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ




№ п/п

№ раздела

дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

2

Определение усилий в рамных системах

2

3

Определение усилий и деформаций (перемещений) в стержневых системах




  1. ^ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

а) Контрольная работа № 1. Расчет рамы промышленного здания с применением пакета INTAB;

б) Контрольная работа № 2. Расчет усилий и перемещений в фермах.


Подготовка и проведение расчетов в контрольных работах проводится в ВЦ университета. Обработка и оформление результатов расчетов по обеим контрольным работам производится студентами в процессе самомтоятельной работы.


  1. ^ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


6.1 Рекомендуемая литература


1 Павлов Ю.А. Методические указания по выполнению контрольной работы №1. М. 2001 г.

2. Павлов Ю.А. Методические указания по выполнению контрольной работы №2. М. 2001 г.


    1. Средства обеспечения освоения дисциплины




  1. Пакет программ для расчетов конструктивных схем сооружений INTAB;

  2. Вспомогательные программы :

  • Расчеты нагрузок на раму – программа Loads:

  • Определение предварительных размеров сечений стержней фермы – программа Str-ferma:

  • Интерполяционная программа Interpol.




  1. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Вычислительный центр РГОТУПС.


  1. ^ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Практическое освоение применения ЭВМ в настоящее время, учитывая отсутствие ЭВМ у большинства студентов-заочников, необходимо проводить в Вычислительном центре РГОТУПС с предоставлением рабочего места каждому студенту..

После вводных лекций студенты составляют расчетную схему сооружения, подсчитывают нагрузки и составляют таблицы исходных данных для ввода в ЭВМ. После проверки преподавателем студент допускается к работе с ЭВМ и проводит необходимые вычисления. Полученная распечатка вводимых данных и результатов вычислений обрабатываются и оформляются студентом в виде отчета по контрольным работам самостоятельно.


^ Методические указания для студентов

Контрольная работа

  1. Контрольная работа имеет целью закрепить практические навыки в использовании ЭВМ в расчетах усилий, напряжений и деформаций в стержневых системах.

  2. В контрольной работе № 2 студенты получают навыки работы со стержневыми системами со многими повторяющимися исходными данными (использовании инструмента повторитель) и расчетов деформаций конструкций.

  3. Исходные данные к работе совпадают с заданием на курсовой проект № 2 по Металлическим конструкциям и к контрольной работе № 1.

  4. Полученные в работе результаты являются исходными данными для выполнения курсового проекта № 2 по металлическим конструкциям.



  5. Сохраняйте выполненную работу до V курса!

  6. Она должна быть включена в расчетный раздел пояснительной записки к курсовому проекту в качестве расчетного раздела.



  7. В контрольной работе № 1 студенты на примере расчета рамы познакомились с использованием вычислительного комплекса INTAB для расчета усилий в ней. При этом конкретные площади сечений не имели значения, достаточно знать соотношения погонных жесткостей стержней.

  8. В контрольной работе №2 студенты получают навыки работы с системами, имеющими много повторяющихся исходных данных и навыки определения деформаций элементов конструкций.




^

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ


  1. На основании исходных данных (табл.1 [2]) скомпоновать ферму – ригель рамы каркаса промышленного здания, подготовить данные для расчета и рассчитать усилия и деформации в стержнях фермы и прогибы фермы под расчетными комбинациями нагрузок.


^

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Компоновка фермы


  1. Необходимо изучить п.7.1 [1, часть2] .



  2. В каркасе промышленного здания, разрабатываемом в курсовом проекте, в качестве ригеля применяется ферма трапецоидального очертания, жестко закрепленная к колоннам.

  3. Высота фермы на опоре принимается 2,2м. Уклон кровли (верхнего пояса) установлен 1:8.

  4. Длина панели (расстояние между узлами) нижнего пояса принимается равной 6м, верхнего – 3м.

  5. Необходимо вычертить в масштабе схему фермы (рис.3[2]), на которую нанести номера узлов (курсив) и стержней (в кружках) и узловые нагрузки.

  6. Вначале вычерчивается контур фермы. Из узлов нижнего пояса рисуются раскосы треугольной решетки, причем из опорных узлов идут восходящие от опоры к средине пролета сжатые раскосы. Из оставшихся свободными узлов верхнего пояса опускают стойки.
^

2.Разбивка на конечные элементы


Места примыканий и приложения нагрузок в ферме совпадают с узлами, поэтому за конечные элементы принимаются стержни фермы.


    1. Нумерацию узлов и стержней начинаем с левого узла верхнего пояса (узлы 1-11), затем— с левого узла нижнего пояса (узлы11-17).

    2. Сначала нумеруем стержни сжатого (стержни 1-10) пояса, потом – нижнего (стержни 11-15) пояса. Затем слева направо нумеруются сжатые (восходящие к средине) раскосы (стержни 16-21), растянутые (нисходящие) раскосы (стержни 22-25) и, наконец, стойки (стержни 26-31).


    Нумерацию узлов и стержней полезно провести таким образом, чтобы однотипные элементы с одинаковыми исходными данными располагались в таблице массивом. Это даст возможность облегчить ввод исходных данных с помощью повто рителя.


^

3. Загружения фермы


На ферму действуют:

  • постоянная нагрузка создаваемая собственным весом фермы с прогонами и связями и весом покрытия;

  • снеговая нагрузка;

  • изгибающий момент в заделке ригеля в колонне.

Они передаются на узлы фермы прогонами или ребрами железобетонных плит покрытия.

Погонная нагрузка на 1 п.м. ригеля определена в контрольной работе №1.

Необходимо определить узловые нагрузки. Они равны

P=g·а

а– расстояние между узлами верхнего пояса.

Расчетным загружением на ферму являются постоянная и снеговая нагрузки по всему пролету.

При загружении снегом на половине пролета средние раскосы могут испытывать большие, нежели при полном загружении, усилия.

Поэтому следует рассчитать ферму и на такое загружение.

Итак, расчет фермы ведется на два вида загружений:

1.Полная загрузка фермы постоянной и снеговой нагрузками;

2. Загрузка фермы постоянной нагрузкой половины фермы – снеговой.




  1. Определяем узловые нагрузки.

  2. Постоянная

  3. Pg= g·a=17.46× 3=52.4 кН; (а—панель верхнего пояса а=3,0 м);

  4. Снеговая

  5. Ps=s×a=16.8·3=54. s=50.4 кН/м;

  6. Суммарная узловая нагрузка P=Pg+Ps=52.4 +50.4=102.8 кН;
Действующий в опорном сечении момент оказывает влияние на усилия в приопорных панелях поясов. Он создает пару горизонтальных сил, приложенных к узлам примыкания верхнего и нижнего поясов к колонне. Плечо этой пары – расстояние между опорными узлами равное 2,2 м.



  1. Сумма положительных моментов, действующих в начале стержня 4

  2. М=Mg+0.9(M +M+

  3. Горизонтальная сила в опорных узлах фермы

  4. H=M/2,2=844/2,2=383,6 кН
^

4.Характеристики сечений


Все узлы фермы приняты шарнирными, следовательно, в стержнях возникают только продольные усилия. Для вычисления деформаций, следовательно, достаточно знать модуль упругости стали и площади сечений стержней.

Предварительно назначаем площади стержней, используя вспомогательную программу Ferma-a.

В комплексе INTAB в расчетах рамы были приняты размерности м и кН.

Поэтому вводимые площади и модули упругости необходимо привести к этим единицам. Для этого их значения необходимо увеличить в 10000 раз (добавить характеристику Е4).
^

Ввод данных




  1. Ввод данных по узлам

  2. Координаты Х узлов 1-11 возрастают от нуля до 30 с шагом 3м. Помещаем курсор в графу Х узла 1 и включаем повторитель ( F2 , Сервис , Повторитель ). По требованию командной строки последовательно вводим число повторений — 11, начальное значение Х для первого узла — 0 и шаг повторения — 3. Графа Х в строках 1-11 заполнена координатами первых одиннадцати узлов.

  3. Координаты Y узлов 1-6 последовательно возрастают от 2,2 м с шагом при уклоне кровли 1/8 равным 3/8=0,375.

Помещаем курсор в столбце Y в начальную строку, включаем повторитель и вводим число повторений 6, начальное значение 2,2 и шаг 0,375.

Для узлов 7-11 вводим число повторений 5, начальное значение для 7 узла ^ Y =2,2+4×0,375=3,7 м, и шаг (на уменьшение — отрицательный) -0,375 м.

Аналогично для узлов нижнего пояса от 12 до 17 для Х число повторений 6, начальное значение Х=0 и шаг 6 м. Координата ^ Y для этих узлов неизменна, поэтому вводим число повторений 6, Yнач=0 и шаг, равный 0.

Все узлы в ферме считаются шарнирными, поэтому в графе шарнир вводим единицу (число повторений 17, начальное значение 1, шаг 0).

В узлах 12 и 17 вводим данные закреплений опор (3 для узла 12 и 2 для узла17).



  1. Ввод данных по стержням

  2. Перед вводом данных стержней необходимо внимательно разобраться какие из стержней решетки сжаты (восходящие симметрично от опор к средине пролета) и какие растянуты (нисходящие).

  3. Щелкая мышью последовательно на узле начала стержня и на узле конца, вводим номера начала и конца каждого стержня.

  4. Закончив ввод узлов начала и конца стержней, заполняем графу нумерации сечения

(число повторений по числу стержней 31, начальное значение 1, шаг 1).



  1. Ввод данных сечений

  2. Модуль упругости постоянен, поэтому, пользуемся повторителем

(Последовательно вводим в меню число повторений по числу стержней 31, начальное значение 21E8, шаг 0).

  1. Жесткости EI в расчетах не участвуют, поэтому можно ввести произвольное число, например 1.

(Включаем повторитель, число повторений по числу стержней 31, начальное значение 1, шаг 0).

  1. В графу ’’площади сечения вводим полученные с помощью программы Ferma-a значения площадей, приведенные к размерности м , например, 18,5Е-4.

  2. Обратите внимание, на то, что при приведении к размерности в метры характеристика Е для площади уменьшается на 4, а для напряжений (модулей упругости) увеличивается на столько же.



  3. Ввод узловых нагрузок

  4. Узловые нагрузки по 1 и 2 загружениям приложены к узлам верхнего пояса, кроме крайних.

Для загружения 1, применяя повторитель вводим:

-номера узлов ( число повторений 9, начальное значение 2 , шаг 1);

–сумму узловых постоянной и снеговой нагрузок (число повторений 9, нагрузка, шаг 0);

Для загружения 2 аналогично вводим постоянную нагрузку по всему верхнему поясу.

и снеговую на его правую половину

-номера узлов (число повторений 5, начальный номер узла 2, шаг 1);

-номера узлов ( число повторений 9, начальное значение 2 , шаг 1);

–узловую снеговую нагрузку (число повторений 5, нагрузка, шаг 0);

Для загружения 3 вводим горизонтальные силы –Н в узле 1 и +Н в узле12.

^

6. Расчет и чтение результатов


  1. Для проведения расчетов следует в основном меню F2 ввести команды Проект и Рассчитать или нажать клавишу F5 . По этой команде проиэводится общий контроль данных и, при наличии ошибок, выдается сообщение о них. Если ошибки не обнаружены, то выполняется формирование и решение системы линейных уравнений.

  2. Результаты вычислений можно просмотреть по командам в основном меню F2 и Результаты

  3. Программа дает возможность просмотреть таблицу результатов вычислений (деформации и усилия N, усилия M и Q при шарнирных узлах отсутствуют.

  4. Таблицу результатов вычислений следует скопировать в отдельный файл и распечатать. Для этого в подменю Результаты нужно выбрать Запись и по запросу в командной строке ввести имя файла, в котором будет записана таблица усилий (удобно—свою фамилию). Файл с расширением .res находится в директории DATA. Оттуда он может быть распечатан обычным образом (кнопка F5 и ввод prn в окошке).

  5. Результаты вычислений в файле имя.res записаны в следующем формате

  6. Загружение №

  7. стержня, № узла начала стержня, № узла конца, деформации в узле начала горизонтальная, вертикальная и угол поворота;

  8. деформации в узле конца стержня – горизонтальная, вертикальная и угол поворота.



  9. 7. Оформление отчетных материалов

  10. Материалы контрольной работы представляются в следующем составе:

  11. Исходные данные;

  12. Компоновка фермы с эскизом фермы в масштабе и нумерацией узлов и стержней;

  13. Определение узловых нагрузок;

  14. Определение числа и схем нагружений;

  15. Распечатка введенных исходных данных (файл имя.dat );

  16. Распечатка результатов вычислений (файл имя.res ).

  17. Таблица усилий в стержнях фермы.

  18. Материалы оформляются на листах формата А4, желательно распечатанными в системе WORD , распечатки вычислений допускаются на рулонной бумаге. Бланки заполняются аккуратно карандашом, исправления в них зачеркиванием не допускаются.

  19. Оформленная контрольная работа сохраняется студентом и включается в пояснительную записку к курсовому проекту № 2 по курсу "Металлические конструкции" в составе расчетного раздела.


8. Литература


  1. Павлов Ю.А. Металлические конструкции часть II. РГОТУПС М 2000.

  2. Павлов Ю.А. Практикум по вычислительной технике. Использование ПЭВМ в решении инженерных задач. Задание на контрольную работу №1с методическими указаниями. РГОТУПС М 2001.






Скачать 155,04 Kb.
оставить комментарий
Павлов Ю.А
Дата22.09.2011
Размер155,04 Kb.
ТипУчебно-методический комплекс, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх