Программа курса

«Расчет зданий и сооружений на динамические воздействия в программном комплексе SCAD Office»

Авторы программы: к.т.н. Бондарев Дмитрий Евгеньевич, инж. Теплых Андрей Владимирович, ГК SCAD Soft.

Ведущий курса: к.т.н. Бондарев Дмитрий Евгеньевич, ГК SCAD Soft

Общая направленность курса: обоснование проектных решений в части обеспечения прочности несущих конструкций под воздействием динамических нагрузок (сейсмических, ветровых, ударных, вибрационных).

Продолжительность: 6 дней (48 академических часов).

Уровень предварительной подготовки:

·         уверенное владение интерфейсом SCAD++ (не ниже уровня базового курса);

·         знание основ динамики сооружений.

Основная учебно-методическая задача: получение практических навыков применения ПК «SCAD Office» в части расчёта зданий и сооружений на динамические нагрузки (сейсмические, ветровые, ударные, вибрационные).

Методические материалы: по завершению курса слушателям предоставляются примеры расчетных моделей, методические материалы, доступ к видеозаписи курса сроком на один месяц (за дополнительную оплату по прайсу еще плюс три месяца).

Стоимость курса: согласно прайсу по ссылке.

Рабочий план проведения занятий

1-й день. Общие теоретические сведения

Занятие 1

Тема: Методы расчёта на динамическое воздействие

·        Понятие динамической нагрузки. Виды динамических нагрузок.

·        Система с одной степенью свободы. Уравнения движения.

·        Система с несколькими степенями свободы. Уравнения движения.

·        Модальный анализ. Понятие модальной массы.

·        Основные методы расчёта, реализованные в ПК SCAD++.

·        Метод разложения по формам колебаний. Линейно-спектральный метод. Формулы суммирования модальных откликов.

·        Метод прямого интегрирования. Явный и неявный методы интегрирования.

·        Учёт изменения жёсткостных и прочностных характеристик материалов в результате воздействия динамических нагрузок.

·        Верификационные примеры расчета системы с одной степенью свободы на сейсмическое воздействие, ветровую пульсацию, взрыв.

Занятие 2

Тема: Учёт основания при расчёте зданий и сооружений на динамические воздействия

·        Понятие радиационного (волнового) демпфирования.

·        Задача колебания абсолютно жёсткого штампа на упругом основании.

·        Задание частотно-независимых жёсткостных и диссипативных характеристик грунта согласно ASCE 4/16 и МР 1.5.2.

·        Задание упругих и диссипативных характеристик грунта в SCAD++. 

·        Демонстрация возможности моделирования неотражающих границ Лисмера-Кульмайера в SCAD++.

Занятие 3

Тема: Методы учёта затухания в несущих конструкциях

·        Учёт затухания в несущих конструкциях при расчёте на динамические воздействия.

·        Понятие матрицы диссипации.

·        Учёт затухания при расчёте линейно-спектральным методом.

·        Обзор отечественных и зарубежных нормативных документов в части учёта затухания в несущих конструкциях.

·        Учёт затухания при расчёте методом прямого интегрирования. Метод Рэлея. Метод учёта демпфирования в материале. Понятие и назначение калибровочной частоты в SCAD++.

Занятие 4

Тема: Построение и обработка поэтажных спектров ответа

·        Определение спектра ответа ускорений.

·        Построение огибающего спектра в «Редакторе акселерограмм».

·        Генерация акселерограмм под целевой спектр.

·        Два способа построения спектров ответа ускорений в ПК SCAD++ при расчёте на сейсмическое воздействие.

·        Сравнение решений двух методов. Модель с одной и с несколькими степенями свободы.

2-й день. Расчет на воздействие проектного (ПЗ) и контрольного землетрясений (КЗ)

Занятие 5

Тема: Подготовка и расчет пространственной модели стального каркаса на действие ПЗ линейно-спектральным методом (ЛСМ)

·        Создание сейсмических загружений.

·        Задание крановых нагрузок при сейсмическом воздействии и особенности учета масс кранов.

·        Определение центров тяжести модели или ее части.

·        Определение центра жесткости этажа.

·        Сдвиг центров масс этажей для учета эффектов кручения в плане.

·        Учет совместного действия вертикального и горизонтального сейсмических воздействий.

·        Расчет и анализ результатов.

Занятие 6

Тема: Подготовка и расчёт модели стального каркаса на действие КЗ с учётом физической нелинейности

·        Обработка, подготовка и генерация сейсмического воздействия.

·        Задание нелинейных характеристик стальных элементов.

·        Назначение затухания для несущих конструкций здания.

·        Анализ модели здания с учётом начальных несовершенств.

Занятие 7

Тема: Подготовка и расчёт модели железобетонного здания на действие КЗ с учётом физической нелинейности

·        Задание нелинейных характеристик железобетонных элементов.

·        Назначение затухания для несущих конструкций здания.

·        Анализ повреждённой модели на действие повторного землетрясения.

·        Анализ повреждённой модели после землетрясения на действие основных нагрузок.

3-й день. Расчёт на воздействие землетрясения при расчетах по ЛСМ и во временной области с учётом упругих и диссипативных свойств основания

Занятие 8

Тема: Задание жёсткостных и диссипативных характеристик грунта

·        Определение и задание динамических характеристик грунта по методике атомных норм (ASCE 4/16, МР 1.5.2).

·        Задание жёсткостных характеристик основания. Учёт неравномерности распределения импедансов в плане (три различных способа).

·        Задание диссипативных характеристик основания.

Занятие 9

Тема: Назначение затухания для несущих конструкций здания

·        Задание затухания по модели Рэлея.

·        Задание затухания по модели, учитывающей демпфирование в материале. Назначение калибровочной частоты.

·        Проведение расчёта на сейсмическое воздействие методом прямого интегрирования с учётом грунта.

·        Сравнительный анализ результатов динамического анализа систем с различными моделями демпфирования.

Занятие 10

Тема: Построение спектров ответа ускорений

·        Построение спектров ответа в «Редакторе акселерограмм» на основе результатов расчёта, выполненного во временной области.

·        Построение спектров ответа через модуль «Спектры ответа». Сравнение результатов.

·        Построение огибающих спектров. Расширение и снижение пиков спектров.

4-й день. Расчёт на ветровые пульсации во временной области и по СП 20.13330. Расчет на усталость от пульсаций ветра

Занятие 11

Тема: Основные понятия и подходы. Обзор нормативных документов

·        Пульсационная составляющая ветровой нагрузки. Спектр Давенпорта. Спектр Каймала.

·        Пояснения авторов СП 20.13330 по поводу спектра Давенпорта.

·        Верификационный пример расчета на ветровую пульсацию.

·        Метод расчёта на ветровую пульсацию, реализованный в ПК SCAD++. Ограничения метода.

·         Критерий динамической комфортности согласно СП 20.13330.

·        Система с одной степенью свободы. Уравнения движения.

Занятие 12

Тема: Расчёт здания на пульсации ветра во временной области

·        Генерация ветрового воздействия под заданный энергетический спектр Давенпорта.

·        Решение задачи с одной степенью свободы. Решение методом, реализованном в СП 20.13330, а также во временной области методом прямого интегрирования.

·        Решение задачи с пятью степенями свободы. Сравнение результатов.

Занятие 13

Тема: Динамический гаситель колебаний (ДГК) как средство ветрогашения

·        Решение пространственной задачи методом прямого интегрирования на ветровую пульсацию.

·        Моделирование ДГК. Оценка эффекта ветрогашения.

Занятие 14

Тема: Расчет стальной конструкции на усталость от пульсации ветра

·        Требования СП 20.13330 к расчетам на усталость от пульсации ветра.

·        Пояснения авторов СП 20.13330 к расчетам на усталость от пульсации ветра.

·        Описание методики расчёта на усталость.

·        Расчет стальной конструкции на усталость.

5-й день. Расчёт на ударные и импульсные нагрузки

Занятие 15

Тема: Основные подходы к расчёту на ударные и импульсные нагрузки

·        Понятие импульсной и ударной нагрузок.

·        Способы задания импульсной нагрузки в ПК SCAD++.

·        Верификация модели с одной степенью свободы под воздействием импульсной нагрузки.

·        Способы задания ударных нагрузок в ПК SCAD++.

·        Верификация модели с одной степенью свободы под воздействием ударной нагрузки.

Занятие 16

Тема: Расчёт систем с несколькими степенями свободы на ударную нагрузку в ПК SCAD++

·        Расчёт плиты перекрытия на удар падающего груза квазистатическими методами, реализованными в ПК SCAD++.

·        Расчёт плиты перекрытия на удар падающего груза методом прямого интегрирования уравнений движения.

·        Построение спектров ответа ускорений от ударной нагрузки в виде падения груза.

Занятие 17

Тема: Снижение ударной нагрузки посредством установки упругопластических элементов (УПЭ)

·        Расчёт падающего груза с упругопластическим элементом.

6-й день. Расчёт на вибрационную нагрузку от оборудования

Занятие 18

Тема: Расчёт конструкций на вибрационную нагрузку от оборудования

·        Понятие гармонической нагрузки.

·        Обзор основных положений СП 413.

·        Способы задания гармонической нагрузки в ПК SCAD++.

·        Расчёт модели с одной степенью свободы на воздействие гармонической нагрузки методом разложения по формам колебаний, а также методом прямого интегрирования. Сравнение результатов. Расчёт модели с несколькими степенями свободы на воздействие гармонической нагрузки методом разложения по формам колебаний, а также методом прямого интегрирования с учётом пусковых резонансов. Сравнение результатов.

·        Расчёт модели с несколькими степенями свободы с учётом возможной погрешности в соотношении частот собственных и вынужденных колебаний методом прямого интегрирования.

·        Расчёт на усталостное разрушение.

Занятие 19

Тема: Построение амплитудно-частотных характеристик (АЧХ)

·        Понятие АЧХ.

·        Построение АЧХ для системы с одной степенью свободы.

·        Построение АЧХ для системы с несколькими степенями свободы.

Занятие 20

Тема: Вибро- и сейсмоизоляция оборудования

·        Подбор параметров виброизоляции (ВИ) для системы с несколькими степенями свободы.

·        Расчёт модели с ВИ с несколькими степенями свободы на воздействие гармонической нагрузки методом разложения по формам колебаний, а также методом прямого интегрирования с учётом пусковых резонансов. Сравнение результатов.

·         Моделирование вибро- и сейсмоизоляции в SCAD++.