Статья: Расчет конструкций в программе SCAD

Программа SCAD

В век информационных технологий строительная отрасль как одна из ключевых отраслей экономики не могла не пойти по пути цифровизации. Собственно, цифровизация строительной сферы стартовала еще в начале нашего века, процесс перехода от ручных методов расчетов и проектирования к использованию компьютеров и машин занял почти 20 лет, но при этом развитие шло максимально естественно. Те специалисты, которые овладевали современными программами, работали лучше и быстрее, что стало катализатором изменений.

При проектировании всегда необходимо делать выбор и рассматривать несколько вариантов. Программные комплексы позволяют найти наилучший из вариантов, сокращая время работы проектировщиков.

Одной из самых востребованных программ для расчетов в сфере строительства является программа SCAD, которая включена в пакет программ SCAD Office. К числу программ этого комплекса относятся:

• SCAD - позволяет выполнять вычисления для прочностного анализа конструкций (метод конечных элементов);
• ЗАПРОС - выполняет расчет деревянных конструкций;
• КРОСС - позволяет выполнять расчеты оснований и фундаментов;
• АРБАТ- выполняет подбор арматуры;
• КОМЕТА - позволяет проектировать стальные конструкции.

Все эти программы-сателлиты входят в программный комплекс Structure CAD или коротко SCAD. Программа использует метод конечных элементов для определения напряженно-деформированного состояния, которое возникает в конструкциях от статических и динамических воздействий. Для выполнения расчета создается проект, информационная среда которого содержит сведения о расчетной схеме. Функциональные модули программы включают графический процессор, процессор, документирование расчетов и проектирующие постпроцессоры. Производственно-информационная среда программы удобна для визуализации графики, расчетов, аналитики, оценки нескольких вариантов.

Программа позволяет оценивать как динамические, так и статические воздействия.

В качестве помощи начинающим проектировщикам в программу встроен модуль справочной литературы, в котором приведена вся необходимая информация о работе различных видов конструкций (в том числе твердотельных, пластинчатых, стержневых и комбинированных).

Рисунок 1. Интерфейс программы.

Расчет конструкций в программе SCAD

Рассмотрим алгоритм расчета конструкций в программе SCAD на примере расчета стержневых конструкций:

• на первом этапе производится запуск программы и создание нового проекта;
• на следующем этапе открывают окно «Расчетная схема». С помощью программы создается графическое представление расчетной схемы конструкции с соблюдением нумерации узлов и элементов, для каждого входящего в систему элемента. Затем назначаются конечные элементы, жесткость элементов, опорные связи, шарниры в узлах элементов;
• на основании созданной расчетной схемы задаются узловые нагрузки, нагрузки на элемент;
• выполняется линейный расчет, в котором используется метод конечных элементов для определения перемещений узлов и усилий в сечениях, конечные результаты расчета представляются в виде эпюр. Также после заверения расчета создается таблица с усилиями в намеченных сечениях.

Суть метод конечных элементов состоит в разбиении конструкции на малые подобласти с конечным замером. Связывание меду конечными элементами происходит в узлах. Ключевым искомым будут неизвестные перемещения узлов. Точность расчета будет зависеть от количества элементов, степени свободы. Метод конечных элементов применяется не только в строительстве, но и в машиностроении, горном деле, аэродинамики, в решении задач математической физики.

Рисунок 2. Программа SCAD используется для проведения расчетов.

Программно-вычислительный комплекс позволяет выполнять сложные расчеты, анализировать уникальные объекты в напряженно-деформированном состоянии, проверять конструкции на прочность с помощью различных инструментов.

В результате проведения расчета создаются таблица и схема, имеющая различную цветовую индикацию в зависимости от характеристик узлов. Удобством программы являет то, что результаты расчета можно представить как для всей схемы, так и для отдельного участка. За счет встроенных модулей программа SCAD легко обменивается данными с программами Ансис, Ревит, Аркикад, Олплан.