Расчет деревянных конструкций в программе SCAD. Программы для проектирования деревянных домов Программы по расчету деревянных конструкций

Программа «Проектирование и расчет деревянных конструкций
с соединениями на металлических зубчатых пластинах»

Программа разработана ЗАО «Техкомплект» совместно с ООО «Научно-технический центр АПМ» для деревянных рамных и ферменных конструкций, применяемых в жилищном и промышленном строительстве. (Совместные авторские и имущественные права на Программу подтверждены Свидетельством об официальной регистрации программ для ЭВМ №2007610917 от 27.02.2007г., выданным Российской Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам). Программа сертифицирована в системе ГОСТ Р Органом по сертификации программной продукции в строительстве (Сертификат соответствия №РОСС RU.СП15.Н00087 от 20.03.2007г.)

Соединение элементов конструкции в узлах осуществляется на металлических зубчатых пластинах (МЗП) по ТУ 5369-026-02495282-97 и прошедших испытания в ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко (Сертификат соответствия № РОСС RU.СЛ71. Н00402 от 08.02.2007г.).

Программа предназначена для создания 2-х, 3-х мерных моделей, комплексного расчета и анализа деревянных каркасных конструкций с МЗП.

В программном продукте для ускорения построения моделей деревянных конструкций используется применение параметрической библиотеки типовых наиболее часто используемых конфигураций. Система включает также библиотеку стандартных сечений брусьев и базу данных по размерам и несущим способностям МЗП с длинным зубом высотой 14 мм и мелким зубом высотой 8 мм.

Предусмотрены специальные функции отрисовки и редактирования стержней в двухмерном пространстве, которые позволяют быстро усечь, срастить, удлинить брусья для быстрого создания произвольных сложных конструкций.

Для выполнения прочностного расчета конструкции в диалоговом режиме могут задаваться статические распределенные и сосредоточенные нагрузки, а также сейсмические нагрузки и их комбинации. При расчете учитываются растягивающе-изгибные и сжимающе-изгибные напряжения, а также устойчивость сжатых брусьев; в трехмерном пространстве можно получить картину напряженно-деформированного состояния строительной конструкции. Анализируя результаты вычислений, можно принять решение по изменению и доработке проектируемого варианта модели, ввести требуемые изменения и произвести расчеты заново.

Программой реализовано два типа расчета соединений на металлических зубчатых пластинах: проектировочный и проверочный. При проектировочном расчете подбор параметров и расположение зубчатых пластин относительно узла осуществляется автоматически. При проверочном расчете пользователь устанавливает металлические зубчатые пластины в узлах соединения и выбирает их параметры из библиотеки в ручном режиме. После выполнения расчета система выдаст предупреждение о возможности использования заданных пользователем пластин. Такой расчет целесообразно проводить, когда требуется проверить пригодность для соединения уже имеющихся МЗП.

В случае, когда для обеспечения возможности транспортировки конструкция должна состоять из отдельных подконструкций с последующим их соединением на стройплощадке в единое целое, предусмотрена функция установки и расчета нагельных соединений.

Расчеты выполняются согласно нормативным документам: Стандарт организации. СТО 3654501-002-2006. Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета. ЦНИИСК, Москва, 2006 г.

По результатам расчета можно получить автоматическую генерацию подетальных чертежей элементов конструкции и параметров соединения в узлах металлическими зубчатыми пластинами, включая размеры и ориентацию МЗП. Технологически все это необходимо для корректного распила каждого из брусьев, входящих в состав строительного объекта; составлении спецификации на МЗП и пиломатериалы и документации по сборке деревянной конструкции.

Программа работает в качестве приложения к чертежно-графическому редактору APM Graph. Все необходимые расчеты на действующие усилия, прочность и устойчивость выполняются расчетным ядром системы APM Structure3D.

Программа позваляет импортировать файлы с расширением DXF разработанных в системе AutoCAD.

Предназначена для персональных компьютеров с частотой процессора не ниже 0,5 ГГц, с минимальным объемом оперативной памяти (RAM) 64 Мбайт. Система работает в операционных средах MS Windows 2000, ХР.

Как бы воображение не строило внешний вид лестницы, рассчитать её конструкцию согласно требуемому виду и нагрузке — задача совершенно иного класса сложности. В этом деле хорошо помогают всевозможные калькуляторы и программы для проектирования лестниц, о них мы сегодня и расскажем.

PRO100 — простая визуализация

Практически любая лестница, сколь бы сложной она ни была, может быть представлена как совокупность более простых ступеней, тетив, перил и подступенков — досок, иными словами. Поэтому составить проект лестницы будет наиболее просто тем мастерам, которые имеют опыт работы в программах по созданию мебели. Хорошо для этих целей подходит небезызвестная PRO100: набросать конструкцию простейшей лестницы в ней можно за 30-40 минут, даже новичку освоиться в этой программе не составит большого труда.

Конечно, мебельные программы работают, в основном, с примитивами — деталями в форме параллелепипеда. Отобразить резные поручни и стойки, ступени специальной формы и прочие художественные изыски может быть весьма затруднительно. Но если целью ставится определить общие параметры, такие как высота, количество и раскладка ступеней, то средств мебельных и общего назначения программ для трёхмерного моделирования будет более чем достаточно.

Конечно, не в том случае, если вы берётесь за самостоятельное составление проекта, воплощением которого в жизнь займётся другой мастер. Здесь необходимо уделять внимание деталям и, в конечном итоге, заказчик получает именно то, что смог изобразить, но не более.

Главным минусом PRO100 (как, впрочем, и большинства мебельных «конструкторов») можно назвать отсутствие какой-либо автоматизации для работы с лестницами. Нет возможности, например, указать габариты пролёта, шаг и высоту ступеней, поэтому вся работа ведётся с нуля. Впрочем, для большей части любительских проектов оказывается вполне достаточно стандартных средств манипулирования объектами: объединение в группы, копирование, перемещение и иже с ними.

Следует условиться, что целью проектирования лестницы может ставиться либо только общее представление о конструкции и основные параметры, либо комплексная визуализация со всеми завитушками и резьбой, формой точения и подробностями скрепления всех элементов в одно красивое цельное изделие. В последнем случае вы должны иметь практический опыт работы с лестницами, иначе проект может оказаться не реализуемым в принципе.

Онлайн-сервисы для получения чертежей

Начать знакомство с программами для конструирования лестниц следует со всевозможных online-сервисов и калькуляторов. Их возможности сильно ограничены веб-платформой: хотя и существуют способы осуществить подробные расчёты и качественно визуализировать изделие «не выходя из интернета», разработка подобных программных средств стоит слишком дорого и практически никогда не оправдана.

И всё же один плюс у таких программ есть: они предоставляют пользователю возможность не устанавливать дополнительное ПО, а провести предварительные расчёты на ходу. Один из популярных сайтов lesenka.com предлагает схематическое отображение лестницы — план и сечение ступеней — согласно введённому вами набору параметров. Есть возможность буквально за пару минут сгенерировать схемы лестниц как простых однопролётных, так и винтовых, и с площадками, и с забежными ступенями.

Еще один популярный сайт — lascalagrande.ru . Здесь не доступен свободный ввод параметров, но форма параметризации достаточно «умная» и сама предложит допустимые варианты на выбор пользователя. Есть возможность выбрать один из шести типов лестниц (включая многомаршевые, поворотные и со сложной формой ступеней), а также рассчитать ограждения и баллюстрады, получив в итоге чертёж с основными размерами и изометрический эскиз. Сайт stairshop.ru — это практически полный аналог предыдущего, но в нём есть редкая возможность трёхмерного обзора спроектированной лестницы, хотя и с весьма примитивным качеством отображения.

Сайты такого рода имеют ряд приятных особенностей. Большинство из них принадлежат компаниям, профессионально занимающимся изготовлением и монтажом лестниц. Поэтому есть возможность ознакомиться с фотогалереей готовой продукции и примерно оценить стоимость проекта.

Особенности работы в Staircon

Средства для онлайн-проектирования сильно ограничивают свободу действий при разработке лестниц с уникальным дизайном . Если вам нужен более индивидуальный подход, придётся пользоваться либо программами САПР (Autodesk, SketchUp), либо обратить внимание на специализированный софт.

Программа Staircon — очень и очень неплохой вариант даже для разового применения. Несмотря на обилие функций, этот продукт достаточно просто освоить, даже при использовании нерусифицированной версии. Практически каждое из окон настройки имеет небольшое превью, где наглядно отображается характер вносимых изменений, плюс все настраиваемые параметры сразу же применяются и к главной сцене. Вся работа ведётся путём параметризации либо лестницы в целом, либо отдельных площадок и пролётов, либо и вовсе каждой ступени по отдельности.

В программе есть три основных вида: общий план, эскиз и трёхмерная модель. Переходя последовательно от одного к другому, пользователь настраивает сначала параметры лестничного кармана, затем общую конфигурацию лестницы, для чего есть несколько десятков встроенных шаблонов. И, наконец, работа завершается проработкой мелких деталей, таких как ограждения или поручни, и выбором материалов (включая металл и стекло).

В итоге пользователь получает конструкторскую документацию, список деталей и материалов, либо рендер визуальной сцены с вполне приемлемым качеством.

Расчёт физико-механических параметров

Многих интересует вопрос: как с помощью программ выполнить расчёт лестницы по нагрузке. При более близком знакомстве со Staircon и подобными средствами оказывается, что расчёт технических параметров по нагрузке уже встроен в недра программы, и она попросту не предложит использовать сечения материалов и конструктивное исполнение узлов, которые не соответствуют хотя бы среднему уровню проходной нагрузки.

Как и во всём, здесь может потребоваться индивидуальный расчёт, особенно при закреплении ступеней к стене только по одной стороне, при работе с лестницами на подвесках или расчёте бетонных пролётов с большой собственной массой.

К сожалению, эти расчёты придётся выполнять вручную: как бы ни была совершенна программа, не стоит полагаться на стандартные алгоритмы. Ни одно средство проектирования не сможет учесть несущую способность стен, равно как и прочность отдельно взятых материалов для исполнения самой лестницы.

Стоит ли изучать САПР и 3D-моделирование

Если вы не имеете опыта разработки в Autocad или 3ds Max, обращать внимание на этот класс программ только для проектирования лестницы не стоит. Единственное исключение — когда вам нужно создать действительно высокое качество визуализации или вписать лестницу в общий план визуализации интерьера, что в любительской практике встречается достаточно редко.

Но если вам уже знакомы программы для трёхмерного моделирования и производства чертежей, знакомство со специальным софтом для лестниц может обернуться напрасной тратой времени. Как мы уже говорили, программы САПР не умеют располагать ступени на одинаковом расстоянии или автоматически подгонять линию ограждений под изменения в конфигурации пролёта.

Однако реально такие возможности необходимы при разработке только очень крупных проектов. В остальных случаях можно пользоваться стандартными средствами привязки и группирования, либо найти соответствующий плагин для работы с лестницами.

В наши дни программы для расчета конструкций , практически в полной мере сосредоточены на железобетонных и стальных конструкциях, что весьма оправдано: это самый распространенный материал в качестве несущих элементов. Другие материалы встречаются гораздо реже и не в самых ответственных сооружениях, что дает возможность «прикинуть» конструктивный элемент отдельно. Но что делать инженерам, столкнувшимся с необходимостью расчета деревянной конструкции, цель расчета которой подобрать элементы поясов и решетки и определится с шагом конструкций. В основном расчетном модуле программы SCAD нет норм по деревянным конструкциям, а значит определить несущую способность по расчетной модели нельзя. Можно посчитать вручную, но на сегодняшний день, считаю, это уже неактуальным.

В расчетном пакете программ SCAD есть специальная программа – Декор, позволяющая выполнять расчет деревянных конструкций и их элементов как отдельно, так и в составе конструктивных групп. Алгоритм расчета деревянной конструкции следующий: Расчетная схема будет собрана в программном комплексе МКЭ (метод конечных элементов), а дальше по полученным усилиям в Декоре будет произведен расчет деревянной конструкции и её элементов

Рассмотрим пример: требуется вычислить несущую способность верхнего пояса стропильной фермы деревянной конструкции:

Рис. 1 Конструкция фермы для расчета в программе SCAD

Модель фермы состоит из стержневых элементов (считаю более точным использование универсальных КЭ, а не ферменных). Жесткости допустимо использовать произвольные, т.к. при расчете отдельных элементов конструкций деформативность схемы на полученные усилия влияет незначительно.

Рис. 2 Расчетная модель фермы в программе SCAD

Полученные усилия анализу поддаются непросто, т. к. в поясе возникает и продольное усилие, и изгибающий момент. Здесь нам на помощь в анализе приходит Декор, а именно, модуль сопротивления деревянного сечения.

Рис. 3 Программа Декор

Программа SCAD потребует от инженера ввода габаритов сечения, расчетных характеристик, и расчётных сочетаний усилий, которые можно задать или вручную или с помощь. экспорта РСУ из SCAD:

Рис. 4 Экспорт усилий

Полученный файл расчета деревянной конструкции с усилиями легко воспринимается подпрограммами SCAD:

Вам останется лишь побрать сечение по полученным факторам. Все критерии проверок деревянного сечения будут соответствовать СП «деревянное конструкции».

Онлайн калькуляторы

Россия и страны СНГ

Единственный в своем роде сайт практикующего инженера, предоставляющий калькуляторы для строительного проектирования с расчетами по СП, СНиП, здесь присутствуют калькуляторы расчета железобетонных, стальных конструкций, калькуляторы расчета оснований и фундаментов.

Цель калькулона автоматизировать составление коммерческого предложения на проектные работы, по справочникам базовых цен, утверждённых правительством Москвы и России. Калькулон полезен для руководителей и сметчиков проектных организаций, он позволяет быстро определить приблизительную стоимость любых проектных работ, на которые распостраняется действие справочников базовых цен.

Онлайн калькулятор на этом сайте поможет произвести следующие расчеты: расход материалов, необходимых для возведения всех основных элементов постройки; расчет необходимых размеров и параметров элементов; расчет требуемых характеристик строительных материалов.

Интересно выполненные калькуляторы, помогут при строительстве своего каркасного дома, решат необходимость подсчета количества строительных материалов или расчета размеров той или иной детали конструкции.

Удобный бесплатный матричный онлайн калькулятор. На сайте реализованы все основные операции матричного калькулятора над матрицами, а также методы, задействующие матрицы для решения систем линейных уравнений.

Конвертируйте легко и просто!

Зарубежные

На сайте более, чем несколько сотен калькуляторов для решения сложных уравнений и формул в области электричества, механики, химии, электроники, гражданского строительства,металлургии, нефти и газа, оптики,физики, математики и др.

Вы инженер-механик, инженер-конструктор, инженер-чертежник, технический работник или студент? Нужно работать с профессиональными вычислительными системами? Но Вы не готовы или не можете платить тысячи рублей за неадекватно сложные или непонятные решения? Тогда Вам просто нужен MITCalc

Неплохие онлайн калькуляторы строительной тематики, статические расчеты балок и др.

Расчет деревянных конструкций. Эти интерактивные инструменты доступны бесплатно, чтобы помочь инженерам и архитекторам при проектировании зданий с использованием древесины в качестве материала конструкций.

Bendingmomentdiagram - это бесплатный онлайн калькулятор, который генерирует эпюры поперечных сил и изгибающих моментов для большинства простых балок. Калькулятор является полностью настраиваемым,чтобы удовлетворить большинство схем балок, что недоступно в большинстве других калькуляторов.

Прекрасно оформленный вариант калькуляторов для расчета балок из стали, древесины и опорных плит с анкерными болтами.

Быстрые решения технических задач. Выберите калькулятор ниже, чтобы начать!

Прекрасный выбор калькуляторов для расчета строительных конструкций из различных материалов.

Xcalcs - это набор инструментов для инженерных расчетов в области анализа конструкций, для непосредственного использования в веб-среде. Вы найдете его в списке под заголовком "библиотека" в оглавлении. Проверяйте почаще этот список, листы расчетов и инструменты регулярно обновляются!

Инструменты и основная информация для проектирования, инжиниринга и строительства.

Сайт практикующих инженеров содержит калькуляторы для расчета ветровых нагрузок, сейсмики, фундаментов, рам, так и отдельно, балок и колонн.

Большой выбор калькуляторов с разнообразным выбором тематики для расчета строительных конструкций, очень качественные калькуляторы сделанные практикующими инженерами.

Отличный выбор калькуляторов строительной тематики!

Здесь Вы найдете прекрасный выбор калькуляторов для расчета математики, финансов, конструкций, статистики, физики, калькуляторов преобразования единиц.