Учебно-методический комплекс по использованию программы SCAD в курсе теории упругости
Логотип кафедры Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ И ТЕОРИИ УПРУГОСТИ
e-mail: smitu@cef.spbstu.ru
Студентам / Учебно-методический комплекс по использованию программы SCAD в курсе теории упругости

На главную страницу Студентам


УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
"Применение программы SCAD в учебном процессе по теории упругости"

Отдельной дисциплины "Теория упругорсти" (ТУ) в учебном плане специальности ПГС нет. Однако на последнем семестре изучения дисциплины "Строительная механика" и в специальной дисциплине "Здания и сооружения из монолитного железобетона" выделены учебные часы для изучения отдельных разделов теории упругости.

Предлагаемый здесь учебно-методический комплекс (УМК) по теории упругости реализует идею о рациональном использовании в учебном процессе программы SCAD, построенной на основе метода конечных элементов (МКЭ) .

В настоящее время при проектировании строительных конструкций в проектных организациях значительная часть расчетов выполняется на персональных компьютерах (ПК) с помощью специальных проектно-вычислительных комплексов (ПВК), в которых отражаются и используются самые современные достижения по расчету и проектированию сооружений.

Подготовка инженеров строительных специальностей должна учитывать это обстоятельство и включать в себя и обучение методам компьютерного проектирования сооружений с использованием тех ПВК, которые доступны для внедрения в учебный процесс в настоящее время.

Применяемые ПВК отличаются друг от друга методическими и сервисными разработками, но все они включают в себя статические и динамические расчеты конструкций и отдельных их частей, выполняемые методами строительной механики. Алгоритмы численных расчетов в этих программах в основном строятся на методе конечных элементов (МКЭ), реализуемом в форме метода перемещений.

Кафедра строительной механики и теории упругости (СМ и ТУ) успешно использует в учебном процессе по дисциплинам «Строительная механика стержневых систем (статика)»; «Теория упругости»; «Динамика сооружений» программу SCAD, являющуюся основной программой ПВК SCAD. Этот программный комплекс оказался очень удобным для использования в учебном процессе не только при изучении указанных дисциплин, но и в дальнейшем при расчетах и проектировании металлических и железобетонных сооружений.

Все это заставляет существенно и быстро изменять методику преподавания теории упругости. Этому процессу отвечают приведенные здесь учебные пособия, облегчающие студентам понимать: построение расчетных схем для таких не стержневых систем как стены, плиты, и др., подверженных статическим воздействиям; понимать постановку задач теории упругости и методику их решения МКЭ на ПК с использованием современных ПВК. Как уже отмечалось, в учебном процессе оказалось удобным использовать ПВК SCAD.

В настоящее время УМК по ТУ используется в учебном процессе в виде одной книги, представленой на сайте в виде одного электронного документа, который можно скачать прямо отсюда.
1. Информационно-компьютерные технологии в строительстве.
Использование программы SCAD для расчета сооружений из плоских элементов.

УМК. СПб: Изд-во Политехн. ун-та. 2009. 163 с.

Документ формата.pdf (1969 Кбайт)
"Скачать"

Представленный здесь УМК состоит из четырех основных частей. Он посвящен решению задач по определению НДС от статических воздействий для плоских элементов сооружений в виде стен и плит. В нем используются разработки учебного пособия «Расчет плоских элементов сооружений с использованием программы SCAD» (см. [6] в приведенном в УМК списке литературы).

Часть 1 УМК посвящена рассмотрению основ теории и практики расчетов стен и тонких плит методом конечных элементов (МКЭ) на персональных компьютерах (ПК) с использованием программы SCAD.

Часть 2 УМК представляет сборник заданий для двух типов расчетных работ, которые учащийся должен выполнить самостоятельно на ПК с использованием программы SCAD, реализующей МКЭ строительной механики.

В части 3 УМК рассмотрен пример выполнения первого типа работы (по расчету подпорной стенки, опирающейся на жесткое основание (вариант 1) и на упруго-податливое основание (вариант 2) и работающей в условиях плоской задачи теории упругости).

В части 4 приводится пример (на уровне НИРС) научно-исследовательской работы по исследованию изменения НДС стенки при изменении в расчетной схеме системы «стенка-основание» упругой податливости основания.

Пятая часть УМК посвящена методическим указаниям по выполнению второго типа работы (по расчету тонкой плиты).

Далее в УМК приведены библиографический список использованных работ и приложение 1 с вопросами для контроля знаний и умений, полученных учащимися в процессе обучения.

Разработка УМК выполена под общим руководством работой чл.-кор. РАН М.П.Федорова коллективом преподавателей кафедры ГС и ПЭ и СМ и ТУ . От кафедры СМ и ТУ в работе участвовали: И.А. Константинов, В.В. Лалин. И.И. Лалина.