Некоторые возможности ПК СтаДиКон (СДК) 2022

Программный комплекс конечно-элементных расчетов пространственных конструкций на прочность, устойчивость и колебания

Программный комплекс (ПК) конечноэлементных расчетов СтаДиКон проектирующей системы Инж-РУ является мощным инструментом инженера-конструктора, сочетающим легкость формирования расчетной схемы с многообразием инструментов для учета всех особенностей работы конструкции.

Возможность решать задачи с использованием набора методов и алгоритмов, как в линейной, так и в нелинейной постановке, проводить динамический анализ (частоты и формы свободных колебаний с учетом демпфирования, расчеты на динамическое воздействие различными методами, в том числе с учетом нелинейных связей), анализ устойчивости (в том числе с учетом физической нелинейности) позволяет выполнять комплексный анализ работы конструкции. Дополнительные виды расчетов, такие как: решение задач, связанных с мониторингом и сейсмогашением, расчет на прогрессирующее разрушение, решение задачи идентификации, индикация погрешностей, определение спектральных свойств матрицы жесткости позволяет выявить слабые места конструкции и помогает найти оптимальные расположение и сечения элементов несущих конструкций. Применение данного программного комплекса позволяет использовать самые современные достижения вычислительной механики в расчетах строительных конструкций в понятном для инженера виде.

Отличительные особенности ПК СтаДиКон:

• Повышенное внимание при разработке уделяется точности получаемых результатов. Для обеспечения наивысшей точности расчетов используются новейшие разработки в методе конечных элементов. Применение современных гибридных конечных элементов позволяет получать хорошую точность без дополнительного мелкого разбиения.
• Возможность работы с 64-разрядной версией позволяет комфортно работать с большими расчетными схемами. Распараллеливание вычисление при расчетах дает возможность сократить время расчета и использовать самые современные типы процессоров.
• Формирование модели ведется в понятных инженеру-строителю терминах. В качестве составляющих частей модели фигурируют обычные строительные элементы (плита, стена, колонна, балка и др.). Развитые возможности построения модели, использование информации о модели из архитектурных (Revit) и графических программ (формат dxf) делают работу с моделью комфортной.
• Учет реальных размеров строительных конструкций позволяет повысить точность получаемых результатов для особых точек и обойти недостатки метода конечных элементов. Специальные инструменты для корректного учета стыков колонна-плита, балка-стена, стена-плита, плита-ребро дают возможность корректно смоделировать соответствующие реальные связи и получить корректные результаты для данных стыков без дополнительных затрат труда (большинство из этих инструментов могут быть сгенерированы автоматически). Работа с несогласованными сетками позволяет получить качественные конечно-элементные сетки при корректном моделировании стыков конструктивных элементов.
• Модель слоистого грунтового основания с возможностью задания нелинейных свойств соединения фундаментов с грунтовым массивом и нелинейных свойств грунта позволяет корректно учесть влияние работы основания на несущую конструкцию. Модель учитывает различные свойства по слоям, влияние соседних строений, действие нагрузки от собственного веса грунта, что невозможно при использовании параметрических моделей упругого основания. При работе со слоистым основанием могут быть рассмотрены задачи со свайно-плитными фундаментами, с учетом нелинейных свойств грунта и связи грунта и сваи.
• Мощное расчетное ядро позволяет решать задачи большой размерности за короткое время на обычных персональных компьютерах. Автоматическое распараллеливание расчетов дает возможность использовать все ресурсы многопроцессорных (многоядерных) компьютеров для ускорения расчетов.
• Выполнение конструктивных расчетов с применением понятия "конструктивный элемент" для железобетонных, сталежелезобетонных, стальных конструкций делает задание данных для конструктивных расчетов и анализ результатов простым и понятным. Автоматическое преобразование позиций (строительных элементов) в конструктивные элементы, развитые возможности редактирования групп и элементов, хранения результатов облегчают работу инженера-конструктора.
• Реализация новейших нормативных документов. Сотрудничество с нормообразующими институтами позволяет корректно реализовать новые нормативные документы сразу после их выхода.
• Реализация новых типов расчетов. Реализованы расчеты на прогрессирующее обрушение, решение стационарной и нестационарной задач теплопроводности, определение предельных нагрузок на конструкцию по теории предельного равновесия, расчет на сейсмическое (динамическое) воздействие с учетом работы нелинейных связей (сейсмоизоляторов). Учет этапности возведения с возможностью просмотра результатов по каждому этапу моделирует работу конструкции с учетом технологии и последовательности возведения (в том числе для нелинейных задач). Реализована оценка надежности железобетонных стержневых конструкций вероятностными методами. Расчет на устойчивость с учетом физической нелинейности для конструкций разных типов позволяет корректно оценить работу сложных систем.
• Связь с другими архитектурно-проектирующими программами (ViCADo, Revit, TEKLA Structures и др.) позволяет построить сквозную технологию проектирования строительных конструкций (реализовать BIM-моделирование строительного объекта).
• Развитые инструменты формирования отчетов и работы с графическими объектами помогают формировать полные и иллюстративные отчетные документы.

Возможности моделирования:

• Графический интерактивный ввод данных для плоских и пространственных конструкций любой сложности при помощи естественных для инженера объектов (позиций), таких как плита, стена, поверхность, колонна, балка и т.д.
• Использование в качестве подосновы DXF слоев, в том числе с автоматическим преобразованием в конечноэлементную модель, произвольного количества растров.
• Функция UNDO/REDO.
• Автоматическая генерация сетки с учетом реальных размеров конструкций (учет площадки опирания для стыка плита-колонна, учет толщин элементов для стыка плита-стена, учет реальных размеров диафрагм для стыка колонна-диафрагма и др.).
• Учет эксцентриситетов для вутов (капителей), областей толщины.
• Модуль для расчета характеристик произвольного сечения, в том числе гнутого тонкостенного, анализ распределения напряжений в сечении (Profilmaker).
• Упругие, упруго-пластические, связи с трением и другие нелинейные связи (шарниры) в произвольно ориентированных системах координат по всем степеням свободы для всех типов элементов, в том числе с
• разрушением.
• Нелинейные материалы типа «Грунт», «Бетон», «Арматура».
• Учет кирпичных конструкций (решение в линейной и нелинейной постановке).
• Начальные несовершенства.
• Сосредоточенные и распределенные нагрузки (силовые и кинематические) в произвольно ориентированной системе координат, в том числе независимые от сетки, свободные распределенные нагрузки (с возможностью преобразования в узловые), температурные нагрузки, подвижные нагрузки, преднапряжение.
• Связь с архитектурными системами ViCADo, Revit.
• Поверхности вращения, произвольные аналитические поверхности.

Статические, динамические расчеты и расчеты на устойчивость, в том числе:

• С учетом нелинейных связей, односторонне работающих элементов, одностороннего упругого основания (модели Винклера и Пастернака), слоистого грунтового основания (в том числе нелинейного).
• Учет этапности возведения (в том числе с учетом всех видов нелинейностей)
• По теории II порядка (расчет по деформированной схеме) для всех типов элементов.
• По теории III порядка для комбинированных систем: расчеты на устойчивость, в том числе при сложном нагружении;
• Физически нелинейные расчеты (в том числе для задач устойчивости, определение глубины трещин для ж/б элементов, учет изменения жесткости вследствие образования трещин, анализ работы грунтов в плоской и пространственной постановке, определение предельных нагрузок и т.п.),
• Определение собственных значений и собственных векторов матрицы жесткости (анализ обусловленности и распределения жесткостей в системе), в том числе с учетом конструктивной нелинейности.
• Определение частот и форм собственных колебаний в заданном интервале (в том числе с учетом изменения жесткости системы от статических нагрузок).
• Расчет на вынужденные колебания.
• Многопроцессорный расчет.
• Расчет на теплопроводность (определение тепловых полей и анализ усилий и перемещений в рамках одной расчетной схемы).
• Расчет предельной нагрузки (определение случая разрушения).
• Определение расчетных длин элементов.

Расчет пульсационной составляющей ветровой нагрузки в соответствии со СНиП 2.01.07-85, а также по другим нормативно-методическим материалам.

Расчет на сейсмические воздействия в соответствии со СНиП II-7-81*, расчет по линейно-спектральному методу, по многокомпонентным акселерограммам, определение сейсмических нагрузок с учетом ротационных свойств воздействия и неравномерного в плане поля ускорений грунта.

Комплектации СтаДиКон 2022