[ Министерство образования и науки Астраханской области
ГАОУ АО ВПО «Астраханский инженерно-строительный
институт»
УТВЕРЖДАЮ
Декан СФ
доцент О.Б.Завьялова
_ /_/
Ф.И.О. Подпись «_» _2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ИКОНТРУИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ и СООРУЖЕНИЙ
Рабочая программа для специальности 270102 – ПГС РП 270102 – ДС.04 – ПГС - Зав. каф. ПГС к.т.н., доцент А.М. Кокарев протокол №_от «»2013г.Автор рабочей программы _к.т.н., доцент А.М. Кокарев Астрахань — Разработчики:
кафедры ПГС _ _ (занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия) _ _ _ (занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия) Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «_» _ 2013 г., протокол № _.
Зав. кафедрой доцент А.М. Кокарев _// Содержание 1. Наименование и область использования……………………………………… 2. Основание………………………………………………………………………... 3. Цель и задачи дисциплины……………………………………………………... 4. Источники………………………………………………………………………... 5. Требования……………………………………………………………………….. 6. Содержание………………………………………………………………………. 7. Список рекомендованной литературы………………………………………… 8. Материальная база………………………………………………………………. 9. Перечень компьютерных программ, используемых при изучении данной дисциплины……………………………………………. Рабочая программа разработана в _ экземплярах и выдана:
_экз. _ _ /наименование подразделения/ /подпись/ /Ф.И.О./ /дата/ _экз. _ _ /наименование подразделения/ /подпись/ /Ф.И.О./ /дата/ _экз. _ _ /наименование подразделения/ /подпись/ /Ф.И.О./ /дата/ _экз. _ _ /наименование подразделения/ /подпись/ 1. Наименование и область использования 1.1. Наименование дисциплины: «Основы конструирования и современные методы расчета зданий и сооружений».
1.2. Номер специальности: ПГС – 270102.
1.3. Номер дисциплины в рабочем учебном плане:
1.4. Кафедра «Промышленное и гражданское строительство».
1.5. Год разработки – 2013.
2. Основание 2.1. Разработка рабочих программ по дисциплинам специальностей (направлений) высшего профессионального образования. Методическое пособие. – Астрахань, АИСИ, 2004г.
2.2. Рабочий учебный план.
3. Цели и задачи дисциплины:
Цель преподавания дисциплины - освоить методы расчёта, учитывающие пространственную работу зданий и сооружений для использования их в дипломном проектировании.
Задачи дисциплины – привить студенту готовность применять на практике полученные знания при проектировании ответственных объектов, где требуется детальное изучение пространственной работы сил.
4. Источники Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по подготовке инженеров по специальности 270102.
Москва 2005г.
5. Требования Студент должен иметь представление о пространственной работе зданий и сооружений, выборе их расчётной схемы, выборе жесткостей несущих конструкций объектов, адекватных их расчётной схеме.
Студент должен знать методы сил и перемещений для расчёта объектов как пространственных систем, методике выбора и обоснования пространственных расчётных схем объектов.
Студент должен уметь выбрать пространственные расчётные схемы зданий и сооружений, применять методы сил и перемещений для расчёта зданий и сооружений, а также иметь опыт расчёта пространственной работы одноэтажных зданий, эстакад как пространственных систем на горизонтальные нагрузки.
6. Содержание 6.1. Объём дисциплины и виды учебной работы. Очная / заочная /заочная сокращенная формы обучения.
6.2. Календарный план. Очная / заочная формы обучения Очная формы обучения 9 семестр Лекции расчётов Расчётные модели и КЭМ.
3 Статические расчёты. Планирование расчётных случаев. 2 5,9 1- Модификация нагрузок и ограничений. Анализ результатов.
колебаний. Влияние закреплений на частоты и формы колебаний.
Анализ критических нагрузок.
6 Тепловое состояние конструкций. Анализ стационарных 2 11,15 1- тепловых полей.
решения задач анализа конструкций.
Лабораторные занятия расчётных схем.
стержнево - пластинчатых систем.
Вид занятий – самостоятельная работа студентов (очн./заочн.) 6.3. Дополнительные пояснения к содержанию рабочей программы по дисциплине «Основы конструирования и современные методы расчета зданий и сооружений»
(лекции и практические занятия).
Лекционные занятия 6.3.1. Показано, что расчетная схема и методика её расчёта принимаются на основе планово архитектурных и конструкционных решений, в то время как сам расчёт вызывает необходимость корректировки конструкционных решений.
6.3.2. Даются формулы, характеризующие поведение отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений, позволяющие определить расчётное число степеней свободы объектов и сформировать их расчётные схемы.
6.3.3. Выводятся уравнения крутильно-поступательных смещений перекрытий, верхнего строения эстакад относительно их центра жесткости и колебаний относительно их центра масс, податливость перекрытий учитывается с помощью уравнений, учитывающий их изгиб и сдвиг в своей плоскости, построенных методом перемещений, эффективные жесткости перекрытий, стен, рам (EJ и GF) строятся по данным экспериментов, учитываются эксцентриситеты в системе случайного происхождения.
6.3.4. Иллюстрируется спектральный метод расчёта пространственной работы объекта, его деформация в горизонтальной плоскости учитывается с помощью коэффициента (у).
6.3.5. Показано, что нельзя за нарушение зданий целиком свалить на низкое качество строительных работ. Это достигнутый уровень качества и необходимо средствами НИР и проектными обеспечить прочность объекта при этом качестве строительных работ. Необходимо, помимо общего расчёта здания как единого пространственного объекта, последовательно рассмотреть прочность всех его узлов и соединений, причем строя огибающую внутренних факторов на весь возможный спектр воздействия (например, прочность стыка продольных и поперечных стен, соединения перекрытий с поперечными стенами, заделки плит перекрытий в поэтажных поясах и мн. др.). Важно наметить средства обеспечения прочности здания, стен, перекрытий, всех его элементов. Это стягивание кладки вертикальными затяжками, наклонные связи в рамных каркасах, соединяющие узлы удаленных этажей рамы.
6.3.6. Речь идет о панельных зданиях с Г, Т и + - образными колоннами в местах пересечения стен, о расширенных цокольных и первых этажах здания.
6.3.7. Предполагается расчёт подпорных стен МКЭ, проводится анализ поведения, особых свойств, методов усиления.
6.3.8. Предполагаются расчётные схемы зданий, сооружений и ПТО, учитывающие их пространственную работу, учитывается роль расположения оборудования по длине сооружения с эксцентриситетом.
6.3.9. Показана последовательность перехода от МКЭ к МСЭ, МкиРТ.
Показано, что МкиРТ эффективен при решении контактных задач, когда жесткостная и силовая информация стягивается к контурным расчётным точкам, а остальные степени свободы из расчёта исключаются.
Практические занятия 6.4.1. На этом занятии преподаватель помогает студенту подобрать конструкции из его будущего дипломного проекта, выполняемого поэтапно в рамках сквозного проектирования, для выполнения расчёта с использованием изучаемых в этом курсе методов.
6.4.2. Рассмотрение этих вопросов позволяет студенту лучше понять, каким образом обосновываются величины коэффициентов безопасности с учетом скорости нарастания физического износа материала конструкций под воздействием среды.
Параллельно рассматриваются вопросы ремонтопригодности конструкций, их заменяемости при капитальных ремонтах.
6.4.3. Рассматриваются расчётные схемы зданий и сооружений как пространственные системы, учитывается вращение перекрытий в своей плоскости, определяется нагрузка на поперечные элементы с учетом их местоположения по длине и ширине объекта.
Рассматриваются конкретные задачи: ленточный, плиточный фундаменты, свая на действие горизонтальных нагрузок, их работа на тонком слое грунта (например, песчаной отсыпке на скальном основании и т.п.).
6.4.4. Рассматривается использование методов сил и перемещений для расчёта взаимодействия диафрагм, ядер жесткости с поперечными рамами рамно – связевого здания, для расчёта пространственной работы многоэтажного здания с деформируемыми в своей плоскости перекрытиями, для расчёта ОПЗ.
6.4.5. Использование метода контурных и расчётных точек для привязки стены многоэтажного здания к свайному фундаменту на примере стены на пяти сваях.
Матрица жесткости стены в уровне нижнего её среза для иллюстрации составляется по МКЭ или с помощью формул сопротивления материалов, учитывающих деформации изгиба и сдвига.
6.4.6. Расчёт предельного состояния жестких подпорных стенок по грунту и по материалу гибких подпорных стенок выполняется МКЭ, одновременно фиксируется смещение анкерных плит, разрыв и провисание анкеров, разрушение шпунтовой стенки, выпор грунта в нижней заделке стенки, общая потеря устойчивости системы стенка – массив грунта – нагрузка».
6.4.7. Детализируется материал, изложенный в п.6.4.4.
6.5. Индивидуальные виды работ:
Изучение конспекта лекций, литературы по теме;
Изготовление макета объекта, его фрагмента;
Разработка раздела по теме сквозного проектирования.
6.6. Самостоятельная работа студентов.
Освоение разделов курса, вынесенных на самостоятельное 8/ изучение.
Выполнение расчетной и графической работы по сквозному 8/ проектированию.
6.7. График учебного процесса. Семестр IX.
занятия 6.8. Форма контроля - зачет.
Вопросы контроля усвоение дисциплины:
1. Как определить расчётное число степеней объектов и сформировать их расчётные схемы?
2. Вывод уравнений крутильно-поступательных колебаний зданий и сооружений.
3. Как можно учесть податливость перекрытий в своей плоскости?
4. В чем особенность расчёта пространственной работы объекта?
5. Как учесть совместную пространственную работу зданий, сооружений и подъемнотранспортного оборудования?
6. Последовательность перехода от МКЭ к МСЭ и МкиРТ?
7. Особенности расчёта рамно-связевых каркасов на горизонтальные нагрузки.
7.Список рекомендуемой литературы.
Основная литература.
1. Сапожников А.И. Современные методы расчёта инженерных систем. – Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1994. – 16с.
2. Сапожников А.И. Строительная механика. Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1996. – 37с.
3. Сапожников А.И. Прочность, устойчивость и колебания перекрестных стержневых систем и ребристых пластин – Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1996. – 11с.
4. Сапожников А.И. Жесткие диски на упругих опорах. – Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1996. – 6с.
5. Сапожников А.И. Строительная механика, динамика и устойчивость. – Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1995. – 49с.
6. Сапожников А.И. Рациональные методы проектирования рамно-связевых многоэтажных зданий при горизонтальном загружении. – Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1998. – 7с.
7. Сапожников А.И. Скользящие и расширяющиеся суперэлементы в расчетах прочности, устойчивости и колебаний упругих систем. – Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1998. – 43с.
8. Золина Т.В. Расчёт одноэтажных промышленных зданий на горизонтальные крановые нагрузки и выбор конструктивных мер, улучшающих эксплуатационные качества зданий. Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1998. – 58с.
9. Золина Т.В. Расчёт одноэтажных промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами, на горизонтальные нагрузки с учётом пространственной работы. Метод. указания. – Астрахань: АИСИ, 1999. – 78с.
10. Ильичев Д.Д. Биоповреждения. – М.: Высшая школа, 1987. – 352с.
11. Горбунов – Посадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчёт конструкций на упругом основании. – М.: Стройиздат,1984.- 780с.
12. Аргирис Д.Ж. современные достижения в расчётах конструкций с применением матриц.- М.: Стройиздат, 1968.
13. Постнов В.А., Радионов А.А., Цепков М.П. Метод суперэлементов в линейных и нелинейных задачах. – в кН.: МКЭ в строительной механике. – горький: ГГУ, 1975.
– с.41-47.
14. Сапожников А.И. Теория упругости. Основы. Часть 2.- Астрахань: 1993.-14с.
15. Сапожников А.И. География воздействия. В кН. Сейсмостойкость гидротехнических и портовых сооружений Приморья. – Владивосток:
Дальмор НИИ проект, 1972. –с. 128-129.
16. Шергин А.М. Расчёт одноэтажных промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами, на горизонтальные нагрузки с учётом пространственной работы. Автореферат кандидатской диссертации – Л.: ЛИСИ, 1975. – 28с.. – 78с.
17. Золина Т.В. Расчёт одноэтажных промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами, на горизонтальные нагрузки с учётом пространственной работы. Автореферат кандидатской диссертации – М.: МИСИ, 1989. – 20с.
Дополнительная литература 18. Сапожников А.И. Методы расчёта свайных оснований на одновременное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок в упругой и упропластической стадиях работы грунта и сваи. – Астрахань: АТИРПХ, 1978. – 48с.
19. Сапожников А.И. Основные принципы концентрации масс в дискретной расчётной схеме трёхмерных упругих и упропластичных систем. – АТИРПХ, 1982. – 10с.
20. Ильинский В.П. Основные вопросы обеспечения надежности изделий машиностроения. – Астрахань: Знание, 1989. – 19с.
21. Мишичев А.И. Решение задач динамики конструкций МКЭ с использованием CAP – систем. Астрахань: АИСИ, 2005г.
22. Сапожников А.И. обеспечение безаварийной эксплуатации зданий и сооружений при действии землетрясений и ураганов. Астрахань: АИСИ, 2006, - 32с.
8. Материальная база Паспорт используемых учебных лабораторий, кабинетов, подтверждающих возможность выполнения запланированных лабораторных и практических работ:
Лекционные занятия могут проводиться в любой лекционной аудитории, практические занятия желательно проводить в аудиториях проектирования строительных конструкций: ауд. №202 главного учебного корпуса. Данная аудитория оборудована стендами с информационными материалами о новых перспективных строительных конструкциях, с рабочими программами по строительным конструкциям, с образцами оформления курсовых проектов.
Самостоятельно студенты могут заниматься в кабинете курсового и дипломного проектирования, в компьютерном классе и читальном зале библиотеки.
9. Перечень компьютерных программ, используемых при изучении данной дисциплины.
1. Программный комплекс «SHAP» по расчёту зданий и сооружений методом конечных элементов.
2. Программный комплекс «DINCIB» по расчёту одноэтажных промышленных зданий на динамические крановые нагрузки.
3. Программы LINUR, DR – 5U, MKE, VP, MS, реализующие решение линейных уравнений, определение собственных частот колебаний, метод конечных элементов, методы перемещения сил и др.
Дополнение к РП _ _
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
Председатель Кокарев А.М.МСС (профиль) -//Декан факультета Завьялова О.Б.
«