«Специальный курс: Динамика [SCAD Office]» [Дмитрий Бондарев]

«Расчет зданий и сооружений на динамические воздействия в программном комплексе SCAD Office» 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). План занятий 1-й день. Общие теоретические сведения Занятие 1 Тема: Общие теоретические сведения и методы расчёта на динамическое воздействие · Понятие динамической нагрузки. Виды динамических нагрузок. · Система с одной степенью свободы. Уравнения движения. Верификационные примеры расчета на сейсмическое воздействие, ветровую пульсацию, взрыв. · 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. Метод прямого интегрирования. · Учёт изменения жёсткостных характеристик материалов в результате воздействия динамических нагрузок. Занятие 2 Тема: Учёт основания при расчёте зданий и сооружений на динамические воздействия · Радиационное (волновое) демпфирование. · 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++. 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. · Учёт затухания при расчёте методом прямого интегрирования. Метод Рэлея. Метод учёта демпфирования в материале. Понятие и назначение калибровочной частоты. 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++. · 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 повреждённой модели после землетрясения на действие основных нагрузок. · Анализ повреждённой модели на действие повторного землетрясения. · 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 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. · 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. · Проведение прочностного расчёта. 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 ответы». 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. · 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. · Расчёт плиты перекрытия на удар падающего груза методом прямого интегрирования уравнений движения. · Построение спектров ответа ускорения от падающего 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. · Способы задания гармонической нагрузки в ПК SCAD++. · Верификация модели с одной степенью свободы на воздействие гармонической нагрузки. · Верификация модели плоской рамы на воздействие гармонической нагрузки. · Расчет на гармоническое воздействие методом прямого интегрирования. · Верификация модели с несколькими степенями свободы под воздействием гармонической нагрузки с учётом пусковых резонансов. · 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 для системы с одной степенью свободы. · Подбор параметров виброизоляции для системы с несколькими степенями свободы. · Моделирование вибро- и сейсмоизоляции в SCAD++. 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.