Лабораторная работа по архитектуре и строительству для ТГУ (Вариант 2)

Лабораторная работа №1. Расчет ломаного бруса в SCAD Цель работы: освоить методику определения перемещений и усилий в ломаных брусьях. Задачи: 1.Научиться задавать расчетную схему ломаного бруса в SCAD; 2.Получить значения перемещений в узлах от заданной нагрузки; 3.Получить эпюры поперечных сил, продольных сил и изгибающих моментов. Исходные данные: Решение Создаем новый файл, выбираем в качестве типа расчетной схемы – Плоская рама. Рис. 1.1 — Создание нового файла Начинаем ввод узлов нашей расчетной схемы. Рис. 1.2 — Ввод узлов Добавляем стержни. Рис. 1.3 — Схема со стержнями и узлами Назначаем жесткость элементов расчетной схемы – выбираем швеллер №16П. Рис. 1.4 — Назначение жесткости Вводим связи – жесткое защемление согласно расчетной схеме. Рис. 1.5 — Отображение связей расчетной схемы Вводим нагрузки, действующие на ломаный брус. Рис. 1.6— Окно ввода узловых нагрузок Рис. 1.7 — Итоговая расчетная схема Сохраняем нагрузки в качестве постоянного загружения. Рис. 1.8 — Окно сохранения загружений Производим расчет нашей схемы и переходим к просмотру результатов. Рис. 1.9 — Совместное отображение исходной и деформированной схемы Рис. 1.10 — Вертикальные перемещения узлов, мм Рис. 1.11 — Горизонтальные перемещения узлов, мм Рис. 1.12 — Эпюра усилий N, кН Рис. 1.13 — Эпюра моментов My, кН*м Рис. 1.14 — Эпюра усилий Q, кН Выводы Освоена методика создания расчетной схемы, определения перемещений и усилий. Получены значения перемещения узлов и эпюры продольных, поперечных усилий и изгибающих моментов.

Лабораторная работа №2. Расчет фермы в SCAD

Цель работы: освоить методику определения перемещений и усилий в элементах ферм. Задачи: 1.Научиться задавать расчетную схему в SCAD. 2.Получить значения перемещений в узлах от заданной нагрузки; 3.Получить эпюры поперечных сил. Исходные данные Решение Создаем новый файл, выбираем в качестве типа расчетной схемы – Плоская шарнирно-стержневая система. Рис. 2.1 — Создание нового файла Начинаем ввод узлов нашей расчетной схемы. Рис. 2.2 — Ввод узлов Добавляем стержни. Рис. 2.3 — Схема со стержнями и узлами Назначаем жесткость элементов расчетной схемы – выбираем спаренные уголки с зазором 10 мм. Рис. 2.4 — Назначение жесткости Вводим связи – шарнирно-неподвижную и шарнирно-подвижную опору согласно расчетной схеме. Рис. 2.5 — Ввод связей в узлы Вводим нагрузки, действующие в узлы фермы. Рис. 2.6 — Окно ввода узловых нагрузок Рис. 2.7 — Итоговая расчетная схема Производим расчет нашей схеме и переходим к просмотру результатов. Деформиованная расчетная схема: Рис. 2.8 — Совместное отображение исходной и деформированной схемы Значения перемещений по горизонтальной оси: Рис. 2.9 — Горизонтальные перемещения узлов, мм Значения перемещений по вертикальной оси: Рис. 2.10 — Вертикальные перемещения узлов, мм Значения продольных усилий в стержнях фермы: Рис. 12 — Эпюра продольных усилий N, кН Выводы Освоена методика создания расчетной схемы, определения перемещений и усилий в элементах ферм. Получены значения перемещения узлов и значения продольных усилий в стержнях фермы. Лабораторная работа №3. Расчет прямоугольных пластин в SCAD Цель работы: освоить методику определения перемещений и усилий в тонких пластинах, опертых по контуру. Задачи: 1.Научиться задавать расчетную схему пластинчатой конструкции в SCAD; 2.Получить поля прогибов пластины; 3.Получить поля изгибающих моментов и поперечных сил в пластине. Исходные данные: Решение Создаем новый файл, выбираем в качестве типа расчетной схемы – Балочный ростверк, плита. Рис. 3.1 — Создание нового файла Создадим прямоугольную сетку для плиты с размерами по исходным данным. Рис. 3.2 — Параметры генерации прямоугольной сетки Зададим жесткость пластины. Рис. 3.3 — Параметры жесткости пластины Вводим связи – жесткое и шарнирное закрепление по трем сторонам. Рис. 3.4 — Ввод связей в узлы Вводим нагрузки, действующие на пластину. Рис. 3.5 — Окно ввода нагрузок Рис. 3.6 — Схема приложения нагрузок Производим расчет и выводим деформации плиты. Рис. 3.7 — Изополя и изолинии перемещений узлов плиты по оси Z, мм — Поля напряжений Мх, кН Рис. 3.9 — Поля напряжений Му, кН Рис. 3.10 — Поля напряжений Мz, кН Рис. 3.11 — Поля напряжений Qх, кН/м Рис. 3.12 — Поля напряжений Qy, кН/м Выводы Освоена методика определения перемещений и усилий в тонких пластинах, опертых по контуру. Определены прогибы пластины, опертой по трем сторонам, получены поля изгибающих моментов и поперечных сил в пластине.

Лабораторная работа №4. Расчет фундаментной плиты в SCAD

Цель работы: освоить методику расчета пластин на упругом основании. Задачи: 1.Научиться задавать расчетную схему пластинчатой конструкции в SCAD; 2.Научиться собирать нагрузку на колонны в соответствии с их грузовыми площадями; 3.Получить поля прогибов, изгибающих моментов, поперечных сил и отпора грунта. Исходные данные Решение Создаем новый файл, выбираем в качестве типа расчетной схемы – Балочный ростверк, плита. Рис. 4.1 — Создание нового файла Создадм прямоугольную сетку для плиты с размерами по исходным данным. Рис. 4.2 — Параметры генерации прямоугольной сетки Зададим жесткость пластины. Рис. 4.3 — Параметры жесткости пластины Рис. 4.4 — Сетка плиты Определим грузовую площадь колонн и сосредоточенную нагрузку, приходящую от них. Рис. 4.5 — Схема для определения грузовой площади колонн Грузовая площадь для колонн К1: A_1=B∙(C+A/2)=4∙(1+6/2)=16 м^2 Грузовая площадь для колонн К2: A_2=(D+B/2)∙(C+A/2)=(1+4/2)∙(1+6/2)=12 м^2 Грузовая площадь для колонн К3: A_3=(D+B/2)∙A=(1+4/2)∙6=18 м^2 Грузовая площадь для колонн К4: A_4=B∙A=4∙6=24 м^2 Сосредоточенная нагрузка на колонны К1, К2, К3, К4 соответственно: P_1=40∙16=640 кН P_2=40∙12=480 кН P_3=40∙18=720 кН P_4=40∙24=960 кН Зададим сосредоточенную нагрузку от колонн в узлы плиты. Рис. 4.6 — Параметры создания узловой нагрузки Сохраним загружение. Рис. 4.7 — Формирование загружения Рис. 4.8 — Расчетная схема фундаментной плиты Переходим к назначению коэффициентов упругого основания. Рис. 4.9 — Параметры создания коэффициентов упругого основания Результаты Производим расчет и выводим деформации плиты. Рис. 4.10 — Изополя и изолинии перемещений узлов плиты по оси Z, мм Рис. 4.11 — Поля напряжений Мх, кПа Рис. 4.12 — Поля напряжений Му, кПа Рис. 4.13 — Поля напряжений Мxy, кПа Рис. 4.14 — Поля напряжений Qх, кПа Рис. 4.15 — Поля напряжений Qy, кПа Рис. 4.16 — Поля напряжений Rz, кПа Выводы Освоена методика расчета пластинчатых элементов в SCAD. В результате лабораторной работы был произведен сбор нагрузок с грузовых площадей колонн, получены поля прогибов, изгибающих моментов, поперечных сил и отпора грунта для фундаментной плиты.