Виды объектов и алгоритмы проектирования
Рассмотрим характерные виды объектов (конструкций, зданий, сооружений, комплексных систем) и приемы, последовательность их автоматизированного проектирования и применения программных средств.
Примем следующую классификацию по задачам проектирования : 1 – отдельные конструкции и задачи; конструкции (табл. 1.1); 2 – несущие системы зданий (табл. 1.2); 3 – сооружения (табл. 1.3).
Таблица 1.1.
Последовательности расчета отдельных конструкций
| №пп | ПК – Программа - модуль | Проектная процедура, операция | Результат |
| Конструкции | |||
| 1.1 | Многопролетная железобетонная балка | ||
| ЭСПРИ | Проектирование отдельных конструкций | ||
| 1.1.1 | Нагрузки и воздействия Собственный вес многослойного пакета | Сбор нагрузок от собственного веса покрытий, полов, ограждений | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. |
| 1.1.2 | СтаДиУс(Статика, Динамика, Устойчивость) Неразрезные балки | Определение усилий | Усилия М, Q |
| 1.1.3 | Железобетонные конструкции | Расчет и конструирование арматуры | Армирование конструкции |
| сечения железобетонных элементов | Расчет площади арматуры | Теоретическое армирование | |
| сортамент арматуры | Подбор диаметра, шага, количества стержней | Проектное армирование | |
| 1.2 | Стропильная железобетонная ферма | ||
| 1.2.1 | Нагрузки и воздействия Собственный вес многослойного пакета | Сбор нагрузок от собственного веса покрытий, полов, ограждений | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. |
| 1.2.3 | Железобетонные конструкции | Расчет и конструирование арматуры | Армирование конструкции |
| сечения железобетонных элементов | Расчет площади арматуры | Теоретическое армирование | |
| сортамент арматуры | Подбор диаметра, шага, количества стержней | Проектное армирование | |
| 1.2.4 | Преднапряжение | Подбор и проверка напрягаемой арматуры | Армирование нижнего пояса фермы |
| 1.2.5 | Железобетонные конструкции Анкеровка арматуры | Проверка анкеровки арматуры | Обеспечение требуемой длины анкеровки |
| 1.3 | Стальная рама | ||
| 1.3.1 | Нагрузки и воздействия | Сбор нагрузок | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. |
| собственный вес многослойного пакета; сопротивление теплопередаче | Определение нагрузок от собственного веса покрытий, полов, ограждений. Определение сопротивления теплопередаче и подбор утеплителя | Нагрузки на м2. Вид и толщина утеплителя. Определить погонную нагрузку. | |
| Снеговая нагрузка | Расчет снеговой нагрузки | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. | |
| Ветровая нагрузка | Расчет ветровой нагрузки | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. | |
| 1.3.2 | СтаДиУс(Статика, Динамика, Устойчивость) | Расчет рамы. Определение усилий | Усилия М, Q, N |
| Параметрические плоские рамы | Построение рамы, задание нагрузок, определение усилий от загружений | Усилия М, Q, N.Сформировать РСУ | |
| 1.3.3 | Стальные конструкции | Расчет и конструирование сечений элементов и узлов | |
| Определение расчетных длин элементов стальных конструкций | Определение расчетных длин элементов стальных конструкций | Расчетные длины | |
| Расчет сечений элементов | Проверка предварительно заданных и подбор расчетных сечений элементов | Проектные сечения элементов | |
| Параметрические узлы стальных конструкций | Проверка и подбор элементов узла сопряжения ригеля с колонной; базы колонны | Схемы узлов. Исходные данные и результаты проектирования. Трассировка (текст) расчетов. | |
| 1.4 | Стальная ферма | ||
| 1.4.1 | Нагрузки и воздействия | Сбор нагрузок на ферму | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. |
| собственный вес многослойного пакета; сопротивление теплопередаче | Определение нагрузок от собственного веса покрытий Определение сопротивления теплопередаче и подбор утеплителя | Нагрузки на м2. Вид и толщина утеплителя. Определить погонную нагрузку. | |
| Снеговая нагрузка | Расчет снеговой нагрузки | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. | |
| Ветровая нагрузка | Расчет ветровой нагрузки | Нагрузки на м2. Определить погонную нагрузку. | |
| 1.4.2 | СтаДиУс | Расчет фермы. Определение усилий | Усилия М, Q, N |
| Параметрические фермы | Построение фермы, задание нагрузок, определение усилий от загружений | Усилия М, Q, N.Сформировать РСУ | |
| 1.4.3 | Стальные конструкции | Расчет и конструирование сечений элементов и узлов | |
| 1.4.4 | Определение расчетных длин элементов стальных конструкций | Определение расчетных длин элементов стальных конструкций | Расчетные длины |
| 1.4.5 | Расчет сечений элементов | Проверка предварительно заданных и подбор расчетных сечений элементов | Проектные сечения элементов |
| 1.4.6 | Параметрические узлы стальных конструкций | Расчет и конструирование узлов ферм | Схемы узлов. Исходные данные и результаты проектирования. Трассировка (текст) расчетов. |
Таблица 1.2.
Последовательность расчета несущих систем зданий
| №пп | ПК – Программа - модуль | Проектная процедура, операция | Результат |
| 2.1. Здание с монолитным железобетонным каркасом рамной схемы | |||
| 2.1.1 | МОНОМАХ | Концептуальное и вариантное проектирование | |
| Компоновка | Формирование расчетной модели. Расчет нагрузок. Проверка соответствия заданным процентам армирования | Расчетная модель. Нагрузки на конструкции | |
| Объемы и цены | Расчет расхода материалов и стоимости | Таблицы расходов материалов и стоимостей | |
| Колонна | Расчет и конструирование армирования колонн. | Таблицы исходных данных и результатов. Чертежи колонн. | |
| Балка | Расчет и конструирование армирования балок. | Таблицы исходных данных и результатов. Чертежи балок. | |
| Плита | Расчет и конструирование армирования плит перекрытий. | Таблицы исходных данных и результатов. Чертежи плит перекрытий. | |
| Фундамент | Расчет и конструирование отдельно стоящего фундамента | Таблицы исходных данных и результатов. Чертежи фундамента. | |
| 2.2. | Здание с монолитным железобетонным каркасом рамно-связевой схемы в сейсмическом районе | ||
| 2.2.1 | МОНОМАХ | Концептуальное и вариантное проектирование | |
| Компоновка | Формирование расчетной модели рамного каркаса. Расчет нагрузок. Проверка соответствия заданным процентам армирования. При превышении ultima% арм. Добавлять диафрагмы, увеличивать сечения элементов | Расчетная модель. Фиксация превышения предельного процента армирования и устранение проблемы | |
| Конечноэлементный расчет | Расчет усилий и РСУ в системе с учетом совместной работы стен. | Уточненный значения усилий и РСУ. | |
| экспорт | Триангуляция модели и экспорт в ПК ЛИРА (при необходимости редактирования модели с применением элементов не доступных в МОНОМАХ и общей оценки НДС) | Исходный файл (.txt) для ПК ЛИРА | |
| ЛИРА | Рабочее проектирование несущей системы здания | Расчетное армирование. Чертежи балок и колонн | |
| ЛИР-визор | Импорт исходного текстового файла. Редактирование. Расчет НДС, РСН, РСУ. Расчет динамики (сейсмика) | Файл задачи .lir, готовый к расчету или редактированию. Результаты расчета НДС (эпюры, мозаики) от загружений и РСН и РСУ. | |
| ЛИР-арм | Расчет площадей арматуры в стержнях, балках, колоннах, плитах, стенах (оболочках) | Эпюры и мозаики армирования | |
| балка | Расчет и конструирование балки | ПЗ, чертежи балки | |
| колонна | Расчет и конструирование колонны | ПЗ, чертежи колонны | |
| 2.3 | Каркасно-каменное здание | ||
| МОНОМАХ | Проектирование каменных и железобетонных конструкций каркаса | Чертежи армирования железобетонных и каменных конструкций | |
| Компоновка | Построение модели, предварительный анализ, вариантное проектирование | Модель для рабочего проектирования | |
| Компоновка | Расчет усилий в каркасе с учетом пониженной в результате повреждений жесткости кладки | Модель с учетом повреждений кладки | |
| Кирпич | Проверка прочности и расчет армирования кладки | Чертеж армирования кладки | |
| Колонна | Расчет и конструирование армирования | Чертежи колонн | |
| Балка | Расчет и конструирование армирования | Чертежи балок | |
| 2.4 | Каменное здание | ||
| МОНОМАХ | Проектирование каменных и армокаменных конструкций стен и конструкций железобетонных перекрытий | Чертежи армирования железобетонных и каменных конструкций | |
| 2.4.1 | Компоновка | Построение модели, предварительный анализ, вариантное проектирование | Модель для рабочего проектирования |
| 2.4.2 | Компоновка | Задание расчетных уровней в кладке, предварительный и конечноэлементный расчет | Расчетные усилия в стенах и перекрытиях, нагрузки на фундаменты |
| 2.4.3 | Кирпич | Проверка прочности и расчет армирования кладки | Чертеж армирования кладки |
| 2.4.4 | Плита | Расчет и конструирование армирования перекрытия | Чертежи армирования перекрытия |
| 2.4.5 | Фундамент | Расчет и конструирование столбчатого фундамента | Пояснительная записка и чертежи фундамента |
Таблица 1.3.
Последовательность расчета инженерных сооружений
| №пп | ПК – Программа - модуль | Проектная процедура, операция | Результат |
| 3.1. Подпорная стенка, стена подвала | |||
| 3.1.1 | МОНОМАХ | ||
| Подпорная стенка | Проверка устойчивости подпорной стенки. Расчет армирования | Расчетная схема. Таблицы исходных данных и результатов расчета. Чертеж. | |
| 3.2. Свайный фундамент | |||
| ЭСПРИ | |||
| Основания и фундаменты | Расчет свайного фундамента при вертикальных и горизонтальных нагрузках | Таблицы исходных данных. Таблицы результатов расчетов | |
| 3.2.1 | Расчет одиночной сваи | Расчет несущей способности сваи при вертикальной нагрузке | Несущая способность |
| 3.2.2 | Расчет сваи на горизонтальную нагрузку | Расчет сваи на совместное действие вертикальной и горизонтальной нагрузки | Проверка несущей способности с учетом горизонтальной нагрузки |
| 3.2.3 | Осадка условного фундамента | Расчет осадки свайного фундамента из висячих свай | Расчет осадки фундамента |
| 3.3. плитный фундамент | |||
| МОНОМАХ | |||
| 3.3.1 | Компоновка | Построение упрощенной (концептуальной) модели здания с плитным фундаментом | Расчетная модель, включающая фундамент |
| 3.3.2 | Предварительный расчет | Нагрузки на фундамент. Проверка заданного процента армирования, подбор толщины. Экспорт в модуль «Плита». | |
| 3.3.3 | Плита | Импорт задачи | Расчетная модель плиты |
| Корректировка исходных данных. Расчет армирования. | Мозаики армирования | ||
| Конструирование. Раскладка сеток армирования | Чертежи армирования |