Программа для расчета деревянных конструкций: Программы для расчёта деревянных конструкций

Проектирование и расчет деревянных конструкций

Деревянные конструкции

Широкое распространение в строительной практике, в том числе при проектировании и возведении уникальных зданий и сооружений, получили деревянные конструкции. Как строительный материал, дерево оправдывает своё использование, позволяя инженерам создавать надёжные и долговечные пространственные конструкции, описывая самые разнообразные архитектурные формы.

Подобно проектированию стальных и железобетонных конструкций, расчёт деревянных конструкций требует определённых профессиональных навыков, необходимых для принятия решений, обеспечивающих прочность, жёсткость и устойчивость зданий и сооружений. Кроме того, для выполнения соответствующих расчётов необходима программная реализация, которая позволила бы инженеру осуществить подбор сечений, проверку конструктивных узлов пространственных моделей различной геометрической конфигурации.

Построение расчётных моделей зданий и сооружений с деревянным каркасом, как правило, ограничивается использованием стержневых элементов и пластин (оболочек) для анализа напряжённо-деформированного состояния. Кроме того, выполнение проекта требует расчёта прочности всех соединений конструкции. Очевидно, что для эффективного выполнения подобных расчётов процесс проектирования должен быть автоматизирован.

Программа APM Civil Engineering позволяет выполнить расчет деревянных конструкций и узлов соединений элементов в соответствии с действующими нормативными документами по I и II группе предельных состояний.

Особенности расчёта деревянных конструкций

Функциональные возможности программы APM Civil Engineering позволяют инженеру выполнить расчёты деревянных конструкций, которые, как и в случае со стальными и железобетонными конструкциями, можно разделить на два типа: проектировочный и проверочный.

Проектировочный расчёт предполагает подбор поперечных сечений деревянных элементов, удовлетворяющих требованиям прочности, жесткости и устойчивости в соответствии с заданными внешними силовыми воздействиями. Проверочный расчёт, являясь обратной задачей, позволяет инженеру сформировать заключение о пригодности к использованию поперечных сечений и надёжности узлов соединения элементов деревянных конструкций.

Реализованные в программе APM Civil Engineering способы работы с конструктивными элементами позволяют выполнять проверку деревянных элементов как на этапе проектирования, так и при выполнении проверки существующих зданий и сооружений.

Проектирование деревянных конструкций в APM Civil Engineering является последовательным процессом, на первом этапе которого, инженеру необходимо выполнить построение расчётной модели конструкции, с заданными условиями примыкания элементов друг к другу. Следующий этап проектирования требует выполнения статического расчёта и анализа напряжённо-деформированного состояния рассматриваемого объекта. Последующим этапом является использование встроенного в APM Civil Engineering функционала работы с деревянными конструктивными элементами. На основании полученных внутренних силовых факторов после выполнения статического расчёта, осуществляется подбор или проверка поперечных сечений деревянных конструкций в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. В качестве результатов расчёта пользователь имеет возможность оценить распределение коэффициентов использования поперечных сечений деревянных элементов и при необходимости принять решение об оптимизации и унификации рассматриваемой конструкции, удовлетворяя предъявляемым критериям прочности, жёсткости и устойчивости.

Расчёт поперечных сечений и проверка их соответствии необходимым критериям не является конечной задачей проектировщика. Разработка проекта, как правило, должна сопровождаться конструированием узлов соединения деревянных конструкций на основании результатов выполненного расчёта.

Ограниченная область применения деревянных конструкций в пролетах, превышающих стандартные размеры пиломатериалов, привело к широкому распространению ферменных конструкций и конструкций из клееной древесины, а также комбинированных конструкций (металлодеревянных фермы, балок).

Модуль APM Wood, входящий в состав программы APM Civil Engineering, позволяет в автоматическом режиме выполнить расчёт узловых соединений деревянных конструкций. В качестве узлов рассматриваются соединения на металлических зубчатых пластинах (МЗП). Программа позволяет сформировать модель рассчитываемой конструкции произвольной плоской конфигурации, задать кинематические и силовые граничные условия соответственно в виде опор и действующих внешних нагрузок.

По результатам выполнения расчёта программа APM Wood в автоматическом режиме подбирает требуемые геометрические размеры МЗП и выполняет их расстановку на схеме. Перед выполнением расчёта по подбору размеров МЗП пользователь имеет возможность задать необходимые параметры соединений. Модель деревянных конструкций в APM Wood учитывает подрезку поперечных сечений элементов при их примыкании друг к другу, поэтому по результатам расчётов удаётся получить данные, готовые к использованию для формирования графической документации.

Отметим, что выполнение вышеуказанных расчётов требует удобной программной реализации статических расчётов деревянных конструкций от действия внешних нагрузок при их расчётных сочетаниях в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Расчётное сочетание нагрузок (РСН) в APM Civil Engineering представляет собой функционал, в котором пользователь либо самостоятельно, либо используя процедуру автоматического вычисления, может задать все возможные комбинации внешних нагрузок, на которые должна быть рассчитана рассматриваемая конструкция.

Функциональные возможности РСН в APM Civil Engineering позволяют сгруппировать типы внешних воздействий на здание или сооружение в зависимости от их классификации, изложенной в действующих нормативных документах, а также задать правила формирования РСН, если имеются знакопеременные, взаимоисключающие или сопутствующие воздействия. Каждой из заданных нагрузок в автоматическом режиме присваиваются коэффициенты надёжности по нагрузке и коэффициенты сочетания и затем по результатам вычислений, в APM Civil Engineering имеется возможность графического вывода результатов расчёта РСН (включая перемещения по всем направлениям). Графический вывод представляет собой стандартную карту результатов, в которой отображается интересуемый силовой фактор в каждом из конечных элементов.

Возможности APM Civil Engineering в части выполнения расчётов строительных конструкций позволяют в автоматическом режиме осуществлять задание ветровых нагрузок, включая пульсацию, сейсмических нагрузок. Средняя составляющая основной ветровой нагрузки рассчитывается автоматически в зависимости от применяемых пользователем настроек программы, которые включают задание типа местности, ветрового района и иной информации, предусмотренной действующими нормативными документами для выполнения расчётов, и задаётся переменной по высоте к выделенным элементам объекта. Аналогичным образом осуществляется задание сейсмической нагрузки, которая может быть учтена с помощью заданных пользователем спектров ответа или в соответствии с методикой, изложенной в нормативных документах.

APM Civil Engineering

Программа APM Civil Engineering предоставляет инженерам широкие возможности по проектированию деревянных зданий и сооружений на заданные внешние воздействия и позволяет выполнить расчёты по подбору и проверке поперечных сечений элементов, а также выполнить дополнительные расчёты узловых соединений на металлических зубчатых пластинах с подбором требуемых параметров, отвечающих требованиям надёжности и долговечности.

Приложение для проектирования деревянных конструкций — новый продукт НТЦ АПМ

Вадим Шелофаст, Андрей Алехин, Сергей Григорьев

Развитие коттеджного и мансардного строительства предъявляет все новые требования к проектированию строительных деревянных конструкций. Оригинальные индивидуальные архитектурные решения существенно усложняют задачу для проектировщиков и расчетчиков, а многовариантная техническая проработка пожеланий заказчиков возможна только с использованием универсальных программных комплексов для расчета строительных конструкций.

Приложение проектирования деревянных конструкций разработано в Научно-техническом центре АПМ (г.Королев Московской обл.) и входит в состав универсального комплекса для проектирования строительных объектов APM Civil Engineering. Ранее уже сообщалось о разработке продукта APM Civil Engineering, в состав которого помимо инструментов для проектирования деревянных конструкций вошли модули проектирования металлических и железобетонных конструкций.

Приложение проектирования деревянных конструкций использует в качестве базового ядра модуль APM Graph и органично дополняет уже имеющиеся системы проектирования произвольных металлических и железобетонных конструкций на базе модуля конечно-элементного анализа APM Structure3D.

Основное назначение этого приложения — прочностной расчет деревянных конструкций, автоматизированное проектирование и расчет соединений металлическими зубчатыми пластинами (МЗП), а также получение распиловки каждого элемента.

Следует отметить, что одним из инициаторов этой разработки выступила компания «Техкомплект» (г.Дубна), производящая МЗП, которые применяются для надежного крепления элементов деревянных конструкций. Кроме того, эта компания принимала участие в финансировании этого проекта. Благодаря усилиям компаний НТЦ АПМ и ЗАО «Техкомплект» в России появился оригинальный программный продукт, не имеющий отечественных аналогов. До недавнего времени российским проектировщикам предлагались только импортные программные продукты, такие как Wolf (производитель — австрийская компания Wolf SystemBau GmbH) и MiTek (производитель — международная корпорация MiTek Industries).

Деревянные конструкции представляются в приложении как ферменные либо рамные произвольной конфигурации. Создание геометрической модели осуществляется с помощью библиотеки типовых конструкций или, при создании пользовательской модели, посредством отрисовки модели инструментальными средствами приложения. Если пользовательская конструкция отличается от типовой незначительно, то наиболее быстрым построение будет в случае использования типовой модели конструкции с последующим ее редактированием. Применение параметрической библиотеки обеспечивает значительное сокращение объемов построения моделей деревянных конструкций наиболее часто используемых конфигураций (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Диалоговое окно выбора параметрической модели

Рис. 2. Диалоговое окно задания параметров модели

Инструментарий для работы с деревянными конструкциями является дополнением к средствам APM Graph, что позволяет использовать широкие функциональные возможности чертежно-графического редактора: привязки, диалог ручного ввода, орто-режим, простановка размеров, выделение, перемещение, копирование, удаление и т. д.

Применение чертежно-графического редактора позволяет работать с геометрической моделью конструкции, как с чертежом, с учетом масштаба и пропорциональности размеров элементов (рис. 3).

Рис. 3. Пример конструкции, созданной с помощью параметрической модели

Редактирование осуществляется также в среде APM Graph с помощью мыши по принципу drag&drop или ввода параметров объектов с клавиатуры. Длинные балки (более 6 м) автоматически равномерно разбиваются исходя из условия обеспечения перевозки таким образом, чтобы длина каждой из них не превышала 6 м. Например, балки длиной от 6 до 12 м делятся пополам, от 12 до 18 м — на три части и т.д.

Приложение позволяет назначать элементам различные типы материалов с применением базы данных, в которую пользователь может добавлять новые материалы, вводить их физико-механические свойства (плотность, коэффициент Пуассона, модуль упругости Юнга, предел прочности и др.) и использовать эти материалы при расчете.

В качестве нагрузок рассматриваются сосредоточенные и распределенные силы. Приложение допускает применение нескольких загружений и возможность выполнения расчета под действием комбинации загружений, а также с учетом собственного веса конструкции. Загружение может включать комбинацию нагрузок любого вида. По заданному загружению выполняется прочностной расчет модели деревянной конструкции, целью которого является вычисление действующих усилий и проверка сечений балок на прочность и устойчивость по нормам СНиП.

Выбор прямоугольного сечения осуществляется из библиотеки. Размер сечения учитывается при визуализации расчетной схемы. Широкая сторона бруса располагается в плоскости построения расчетной схемы для восприятия нагрузки в плоскости наибольшего момента инерции сечения.

В случае невыполнения условия прочности или устойчивости приложение выдаст соответствующее предупреждение, а элементы, для которых условие не выполнено, будут выделены цветом. В этом случае пользователь должен увеличить сечение таких элементов и повторить расчет.

После подбора сечений всех балок можно переходить к проектированию узловых соединений. Для типовых моделей конструкций соединения предопределены с учетом распиловки и редактирования не требуют. Применение параметрических моделей с учетом соединений элементов позволяет одновременно проводить и прочностной расчет, и расчет соединений с помощью металлических зубчатых пластин, что заметно сокращает время подготовки проектной документации.

Специальные функции отрисовки и редактирования балок позволяют быстро усечь, срастить, удлинить брусья для проектирования сложных узловых соединений.

Одним из наиболее распространенных способов соединения деревянных балок является применение МЗП. В приложении реализовано два типа расчета таких соединений: проектировочный и проверочный. Переключение между типами расчетов осуществляется простым включением кнопки автоматизированного подбора пластин, расположенной на панели инструментов.

В случае проектировочного расчета подбор параметров и положения зубчатых пластин в узлах соединения осуществляется автоматически, при этом необходимо соблюдение следующего условия: МЗП не должны выступать выше верхнего и ниже нижнего пояса балок. Для выполнения этого условия приложение предусматривает присвоение балкам так называемых типов верхнего или нижнего пояса (рис. 4).

Рис. 4. Расположение пластин для различных типов балки

Проверочный расчет предполагает задание параметров МЗП и их размещение в узлах соединения. Ширина и длина пластины выбираются из библиотеки. Кроме того, необходимо указать тип пластины: с крупным или с мелким зубом. Дальнейшее размещение пластины в узле соединения осуществляется на расчетной схеме с помощью мыши с использованием привязки или диалогового ввода параметров с клавиатуры.

После выполнения расчета приложение выдаст информацию о возможности применения заданных пользователем пластин. Такой расчет целесообразно проводить с целью проверки пригодности для соединения уже имеющихся МЗП.

В случае несоответствия условиям прочности тех или иных МЗП приложение выдаст предупреждение, а сами ПМЗ будут подсвечены. Такие пластины необходимо задать заново, увеличив поверхность перекрытия деревянных балок, и повторить расчет. В ряде случаев может потребоваться также увеличение сечения балки для обеспечения прочности соединения.

При расчете учитываются растягивающе-изгибные и сжимающе-изгибные напряжения, а также устойчивость сжатых брусьев. Все расчеты выполняются согласно действующим нормативным документам: Стандарт организации. СТО 3654501-002-2006. Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета. ЦНИИСК, Москва, 2006 г.

Приложение расчета и проектирования деревянных конструкций работает как приложение к чертежно-графическому редактору APM Graph. Для проведения прочностного расчета и автоматизированного подбора параметров металлических зубчатых пластин, помимо APM Graph, необходима установка ядра модуля конечно-элементного анализа APM Structure3D.

Рис. 5. Размеры и положение МЗП

Рис. 6. Распиловка одного из элементов конструкции

По результатам расчета, которые могут быть выведены на принтер, можно получить информацию о параметрах каждого узлового соединения МПЗ (рис. 5) и автоматическую генерацию чертежей каждого элемента конструкции — распиловку (рис. 6).

Таким образом, новое приложение полностью соответствует современным требованиям нормативных документов и позволяет в кратчайшие сроки проводить комплексное проектирование произвольных деревянных конструкций и удовлетворять требованиям самых изысканных архитектурных проектов.

В связи с востребованностью строительных программных продуктов НТЦ АПМ коллектив разработчиков непрерывно трудится над совершенствованием существующих программ. Дальнейшее развитие приложения проектирования деревянных конструкций будет направлено на расширение возможностей по расчету соединения элементов конструкций не только посредством МЗП, но и другими способами.

САПР и графика 2`2007

• деревянные конструкции соединение пластина распиловка расчет дерево брус строительство прочностной расчет ферма рама балка СНиП библиотека

Программное обеспечение для расчета деревянных конструкций — indexfix.com

Политика в отношении файлов cookie

Мы используем собственные куки-файлы, а также куки-файлы третьих сторон, чтобы анализировать использование веб-сайта и параметры потребления, чтобы мы могли улучшить наши услуги. Чтобы изменить настройки файлов cookie или получить дополнительную информацию, нажмите здесь.

Установка файлов cookie перед браузером

Обязательно

• PHP
  • PHPSESSID
  • язык

Аналитические файлы cookie

Да №

• Google Аналитика
  • _ga
  • _гат
  • _гид
  • __утма
  • __utmb
  • __utmc
  • __утмз
• Двойной щелчок
  • _drt_
  • ИДЕ
• Гугл
  • 1P_JAR
  • СОГЛАСИЕ
  • ДВ
  • ИНД
• Твиттер
  • _twitter_sess
  • ct0
  • eu_cn
  • язык
  • ГТ
  • guest_id
  • персонализация_id
  • syndication_guest_id
• Ютуб
  • GPS
  • ПРЕФ
  • ПОСЕТИТЕЛЬ_INFO1_LIVE
  • ИСЦ

Файлы cookie для карт

Да №

• Открыть карту улиц
  • _osm_totp_token

Принимать Дополнительная информация

Лесной огонь | Решения | Штраф

ГЕО5

ФИНЕК

ФЕРМА4

Программа проверки огнестойкости деревянных поперечных сечений и элементов в соответствии с EN 1995-1-2 (Еврокод 5). Программа может работать как отдельное приложение или модуль проверки в программах FIN 2D и FIN 3D.

Подписка Вечный

550 € Местная лицензия

55 € Ежегодное обслуживание

• Пакеты со скидкой:

220 € Ежегодно

Преимущества подписки

• Пакеты со скидкой:

Основные характеристики

• Национальные приложения для Чехии, Словакии, Польши и Болгарии
• Опция для ввода произвольных значений частичных коэффициентов безопасности
• Проверка поперечных сечений, горизонтальных балок и основных элементов
• Расчет внутренних усилий для горизонтальной балки с большим количеством опор
• База данных сортов древесины в соответствии с EN 338 и EN 1912, включая определяемый пользователем материал
• База данных огнезащитных материалов (древесно-стружечных плит, гипсокартона, минеральной ваты и др. )
• Другие виды противопожарных деталей
• Импорт загрузок из буфера обмена или файла (*.csv, *.txt, *.xls и т.д.)
• Методы проверки с уменьшенным поперечным сечением или уменьшенными свойствами
• Эффекты потери устойчивости и поперечной потери устойчивости при кручении
• Подробные текстовые и краткие графические отчеты

Программа работает как отдельное приложение или как модуль проектирования в программах FIN 3D и FIN 2D. В этом режиме конструкция создается в программах FIN, рассчитывающих деформации и внутренние силы. Эти результаты переносятся в программу Timber Fire. Эта программа выполняет проверку в соответствии с заданным стандартом. Результаты и обновленные сечения передаются обратно в программы FIN. Такая взаимная связь приводит к эффективной оптимизации конструкции конструкции.

Дополнительные функции

Подписка Вечный

550 € Местная лицензия

55 € Ежегодное обслуживание

• Пакеты со скидкой:

220 € Ежегодно

Преимущества подписки

• Пакеты со скидкой:

Учебные материалы

• Технические руководства
• Видеоуроки

  Аннотации функций в программном обеспечении FIN EC Новые функции в обновлении FIN EC 2021 Новые функции в FIN EC 2022

• Онлайн-контекстная справка
• Руководство пользователя

  FIN EC — Руководство пользователяFIN EC — Руководство пользователя

• Руководства по проверке

Связанные приложения

Программа Timber работает отдельно, однако работа может быть упрощена при совместном использовании со следующими программами для расчета конструкций:

• FIN 3D – Анализ трехмерных ферм и рамных конструкций
• FIN 2D – Анализ 2D-ферм и рамных конструкций

Эту программу можно использовать и для проектирования деревянных конструкций:

• Древесина – Расчет деревянных элементов согласно EC5

Образцы выходных отчетов

Основные преимущества отчета FIN EC

• Понятный одностраничный или полный текстовый отчет
• Возможность пользовательских структур отчета
• Профиль компании с логотипом в заголовке отчета
• Создание пользовательских шаблонов отчетов

FIN EC 2022 — Новая редакция

FIN EC экономит ваше время!

Простота использования

Каждая программа решает одну задачу. Таким образом, программное обеспечение остается интуитивно понятным и простым в использовании.

Поддающиеся проверке расчеты

Простая проверка применимости и достоверности анализа.

Комплексные выходные данные

Текстовые и графические выходные данные с возможностью комплексного редактирования диапазона выходных данных.

Я ценю простую, понятную и быстро выполняемую проверку элементов, будь то введенные вручную внутренние силы, рассчитанные самой программой или импортированные из CSV-файла.

Ондрей Клецка, главный инженер-строитель, KONSEO s.r.o.

Сильной стороной этих программ является простота использования и четкая выходная документация. Вы можете выбрать между сводными выводами на одной странице или более подробными.

Вацлав Беранек, главный инженер-строитель, C-ENG s.r.o.

Во время работы я могу плавно переключаться с одной программы на другую, и данные всегда синхронизируются автоматически.