Электронный СПРавочник Инженера (ЭСПРИ) представляет собой набор программ для инженера-конструктора. ЭСПРИ позволяет решить большую группу задач, возникающих при расчете и проектировании конструкций различного назначения. Справочные и расчетные функции, реализованные в ЭСПРИ, активно применяются в повседневной работе инженера.
ЭСПРИ обеспечивает поддержку в принятии оптимального проектного решения – при выборе расчетной модели конструкции, при анализе результатов расчета сооружения, при экспертной оценке проектов, при техническом надзоре за возведением здания, а также во многих других ситуациях, имеющих место при проектировании и строительстве.
В настоящее время в ЭСПРИ содержит 67 программ, структурированных по 10 разделам.
1. Раздел «Математика»: (6 программ)
Многофункциональный калькулятор
Многофункциональный Калькулятор предназначена для различных вычислений, в том числе:
- вычисления значений выражений, заданных пользователем в формульном виде;
- перевода единиц измерений из одной системы в другую;
- вычисления определенного интеграла для произвольно заданной функции;
- вычисления гиперболический функций и мн. др.
Определение площадей и объемов
Программа содержит большой набор наиболее часто встречающихся плоских фигур и объемных тел, для которых с помощью геометрических формул определяются площади, объемы и площади поверхности соответственно.
Перемножение эпюр
Программа предназначена для перемножения эпюр внутренних усилий различного очертания от единичных и грузовых нагружений в элементах конструкций при решении статически неопределимых систем методом сил. Вычисления проводятся тремя методами: по формуле Верещагина, интегралом Мора и универсальным численным методом.
Линейная алгебра
Программа предназначена для решения основных задач линейной алгебры:
- умножение матрицы на матрицу (вектор);
- вычисление определителя матрицы;
- определение обратной матрицы;
- собственные значения и вектора матрицы;
- решение систем линейных уравнений.
Корни полинома
Программа предназначена для определения действительных и комплексных корней полинома. Порядок полинома n ограничен 36.
Интерполяция функций
Программа предназначена для интерполяции на неравномерной сетке таблично заданной функции и вычисления значений интерполяционной функции от произвольно заданных аргументов.
2. Раздел «Статика-Динамика-Устойчивость»: (13 программ)
Неразрезные балки
Программа предназначена для статического расчета многопролетной неразрезной балки (до пяти пролетов с двумя консолями). Сечения пролетов могут быть разными, имеется возможность учета податливости опор, нагрузка в трех загружениях задается произвольная. Результатом расчета являются эпюры перемещений, углов поворота, изгибающих моментов и перерезывающих сил.
Фермы
Программа предназначена для определения перемещений узлов и усилий в элементах наиболее часто встречающихся в практике плоских ферм различного очертания.
Параметрические плоские рамы
Программа предназначена для статического расчета наиболее часто встречающихся в практике плоских рам различного очертания. Результатом расчета являются эпюры перемещений, изгибающих моментов, нормальных и перерезывающих сил.
Плоские произвольные рамы
Программа предназначена для статического расчета плоских рам и ферм произвольного очертания под произвольную силовую и деформационную нагрузку. Результатом расчета являются эпюры перемещений, изгибающих моментов, нормальных и перерезывающих сил.
Прямоугольная плита
Программа предназначена для статического расчета прямоугольных плит покрытий и перекрытий с произвольно расположенным прямоугольным отверстием. Опорные закрепления задаются на произвольных участках контура. Нагрузки задаются равномерно распределенными как по всей площади плиты, так и по заданному произвольному штампу, а так же в виде линейных и сосредоточенных сил.
Результатом расчета являются изополя усилий и перемещений с выдачей их численных значений в отчет в указанных пользователем точках.
Прямоугольная плита на упругом основании
Программа предназначена для статического расчета прямоугольных плит на упругом основании. Нагрузки задаются равномерно распределенными как по всей площади плиты, так и по заданному произвольному штампу, а так же в виде линейных и сосредоточенных сил. Результатом расчета являются изополя усилий и перемещений, а так же напряжений в основании с выдачей их численных значений в отчет в указанных пользователем точках.
Балка-стенка
Программа предназначена для статического расчета балок - стенок с произвольно расположенным прямоугольным отверстием. Опорные закрепления задаются на произвольных участках нижнего края. Нагрузки задаются неравномерно распределенными или сосредоточенными по верхнему краю. Результатом расчета являются изополя напряжеий и перемещений с выдачей их численных значений в отчет в указанных пользователем точках.
Оболочка на прямоугольном плане
Оболочка на круглом плане
Программы предназначены для статического расчета выпуклых параболических, цилиндрических, сферических и конических оболочек на прямоугольном и круглом планах. Оболочка может опираться на контурный элемент. Нагрузки задаются равномерно распределенными как по всей площади оболочки, так и по заданному произвольному штампу, а так же в виде линейных и сосредоточенных сил. Результатом расчета являются изополя (в оболочке) и эпюры (в опорном контуре) усилий и перемещений с выдачей их численных значений в отчет в указанных пользователем точках.
Нити и струны
Программа предназначена для расчета гибких нитей и реализует следующие возможности: расчет нити по заданной длине заготовки, по заданной стреле провеса посредине пролета или в произвольной точке, а также расчет струны, в том числе и предварительно напряженной. Допускаются разнообразные схемы нагрузки — сосредоточенная сила, различные виды распределенных нагрузок, а также их комбинации. В результате определяются форма равновесия, величина провеса, распор, длина нагруженной упругой нити, а также строятся эпюры балочных усилий и продольного усилия.
3. Раздел «Сечения»: (3 программы)
Параметрические сечения
Программа позволяет рассчитать геометрические характеристики сечения из имеющихся в наличии типов наиболее распространенных типов сечений, описав его минимальным количеством параметров.
Параметрические тонкостенные сечения
Программа позволяет рассчитать геометрические характеристики тонкостенного сечения для наиболее распространенных типов.
Кроме обычных геометрических характеристик определяется характерные для тонкостенного сечения параметры: центр изгиба, центр кручения, сдвиговые площади, секториальный момент инерции, эпюры секториальных координат.
Составные сечения
Программа предназначена для определения центра жесткости составного сечения, а также центра жесткости плана здания как единого составного сечения. Программа позволяет определить усилия в элементах сечения от действия внешних сил. Силы могут быть, приложены как в центре масс, так и в вычисленной центре жесткости, а также в точке с произвольными координатами. Внешние силы могут быть заданы в исходных или в главных осях. Привязки точки приложения также могут быть заданы в исходных или в главных осях.
4. Раздел «Нагрузки»: (6 программ)
Коэффициенты надежности
Приведены таблицы коэффициентов надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов, а также веса оборудования в соответствии с СНиП 2.01.07-85.
Собственный вес многослойного пакета
Программа реализует вычисление нормативной и расчетной нагрузок от собственного веса пакета, состоящего из некоторого числа слоев. При необходимости может быть вычислено сопротивление теплопередаче многослойного пакета.
Ветровые нагрузки
Программа предназначена для определения ветровых нагрузок на здания и сооружения.
В соответствии с СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия вычисляются нормативные и расчетные значения средней составляющей ветровой нагрузки. Аэродинамический коэффициент определяется по схемам таблицы 4 Приложения 4.
В соответствии с ДБН В.1.2-2:2006 Нагрузки и воздействия вычисляются предельные и эксплуатационные расчетные значения ветровой нагрузки. Аэродинамический коэффициент определяется по схемам Приложения И.
Снеговые нагрузки
Программа предназначена для определения снеговых нагрузок на здания и сооружения.
В соответствии с СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия вычисляются нормативные и расчетные значения полной снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия по схемам таблицы 3 Приложения 3.
В соответствии с ДБН В.1.2-2:2006 Нагрузки и воздействия вычисляются предельные и эксплуатационные расчетные значения снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия по схемам Приложения Ж.
Температурные климатически воздействия
Программа предназначена для определения температурных климатических воздействий на конструкции здания.
В соответствии с СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия вычисляются нормативные и расчетные значения изменений средних температур, средние суточные температуры наружного воздуха, а также начальная температура замыкания конструкции в законченную систему.
В соответствии с ДБН В.1.2-2:2006 Нагрузки и воздействия. вычисляются характеристические, а также предельные и эксплуатационные расчетные значения изменений средних температур, средние суточные температуры наружного воздуха, а также начальная температура замыкания конструкции в законченную систему.
Во всех случаях учитываются данные приложения 7 СНиП II-3-79 и Приложения 5, 6, 7 СНиП 2.01.01-82.
Гололедные нагрузки
Программа предназначена для вычисления гололедных нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. Вычисляются нормативные и расчетные значения линейной и поверхностной гололедной нагрузки.
5. Раздел «Сталь»: (6 программ)
Сортамент металлопроката
Программа предоставляет широкий набор справочных таблиц Программа редназначена для просмотра базы данных стальных сортаментов.
Информация предоставляется в виде справочных таблиц, содержащих данные о геометрических характеристиках профилей, прочностных характеристиках сталей в зависимости от их толщины, а также данные о возможности изготовления профиля из стали определенной марки (класса).
Расчет сечений элементов
Программа предназначена для подбора и проверки сечений (33 типа сечений) стержневых металлических элементов в соответствии с СНиП II-23-81* или Eurocode 3. При расчете используются алгоритмы конструирующей подсистемы ЛИР-СТК. Расчет осуществляется на базе нормативных данных, которые содержат сведения о расчетных характеристиках сталей, размерах и геометрических характеристиках выпускаемого листового и фасонного проката. Результатами расчета являются таблицы, содержащие проценты использования сечений согласно соответствующим проверкам по I и II предельному состоянию и размеры сечений элементов. Для нормативной базы Eurocode 3, алгоритм расчета, а также формулы, используемые при расчете, при необходимости можно посмотреть в детальном отчете.
Главные и эквивалентные напряжения в стальных конструкциях
Программа предназначена для определения главных и эквивалентных в напряжений по заданному тензору напряжений.
Расчетные длины элементов
Программа предназначена для определения расчетных длин следующих элементов стальных конструкций:
- Отдельно стоящие стоек постоянного сечения;
- Элементов постоянного сечения с упругими закреплениями концов;
- Элементов постоянного сечения одно- и многоэтажных рам;
- Пересекающихся элементов постоянного сечения;
- Неразрезных стержней (верхнего пояса фермы и подкрановой колонны);
- Элементов пространственных решетчатых конструкций;
- Нижнего участка одноступенчатых (подкрановых) колонн;
- Реализован СНиП II.23- 81
Параметрические узлы стальных конструкций
Программа предназначена для проектирования металлических узлов. Модель узла характеризует набор параметров, таких как количество болтов, длина и катет шва и т.д., которые в полной мере описывают узел, и в процессе расчета подбираются или проверяются. На данном этапе развития программы в состав библиотеки входит 24 узла, которые в свою очередь разбиты на такие типы: примыкание ригеля к колонне, опорные узлы колонн, узлы примыкания связей и др. Результатом расчета является таблица с подобранными или проверенными параметрами, а также процент их использования по соответствующей расчетной процедуре. Программа выдает детальный отчет о всех используемых во время расчета формулах, с подстановкой в них реальных значений, что дает возможность полностью контролировать процесс расчета.
Расчет сварных швов
Программа предназначена для подбора и проверки угловых швов элементов стальных конструкций следующих типов соединений: внахлестку и тавровые торцевые. Реализованы нормативные положения о соответствии классов или марок сталей а так же сварочных материалов заданным группам конструкций, условиям эксплуатации и др.
Болтовые соединения
Программа предназначена для конструирования и расчета нахлесточных болтовых соединений стальных конструкций для следующих основных типов:
- присоединений одиночных и спаренных уголков к фасонке;
- соединений листовых деталей на накладках;
- присоединений стенки балки (прокатной или составной) на накладках.
Программа реализует положения СНиП II.23-81 и Пособия по проектированию стальных конструкций к СНиП II-23-81.
6. Раздел «Железобетон»: (13 программ)
Характеристики бетона
Приведены справочные данные по нормативным и расчетным сопротивлениям бетона для предельных состояний первой и второй группы.
Сортамент арматуры
Приведены справочные данные о расчетной площади и теоретической массе погонного метра арматуры в зависимости от количества и диаметра стержней. Программа снабжена различными интеллектуальными функциями: определением соответствия количества и диаметров стержней для заданной площади и др.
Сечения железобетонных элементов
Программа предназначена для подбора арматуры в сечениях железобетонных элементов по первому и второму предельному состоянию в соответствии с различными нормативными документами: СНиП 2.03.01-84*, СНиП 52-01-2003, Eurocode 2, ДСТУ 3760-98, ТСН-100.
Типы рассчитываемых сечений включают: прямоугольное, тавровое, двутавровое, уголковое, крестовое, круглое, кольцевое, коробчатое.
Реализован расчет на все виды напряженного состояния: центральное сжатие, изгиб, плоское внецентренное сжатие-растяжение, косой изгиб, а также самый общий случай для набора усилий N, Мх, Мy, Mкр, Qx, Qy.
Продавливание по произвольному контуру
Продавливание по прямоугольному контуру
Программы предназначены для расчета железобетонных плит на продавливание. Для различных сечений колон автоматически строится контур продавливания, который может быть откорректирован пользователем. Расчет поперечной арматуры производится на заданные усилия продавливания (нормальные усилия в колонне). В соответствующих случаях выдается сообщение о необходимости увеличения толщины плиты, класса бетона или устройства капителей.
Главные и эквивалентные напряжения
Программа предназначена для вычисления главных и эквивалентных напряжений по заданным значениям тензора напряжений. Для заданного класса бетона определяются предельные и эквивалентные напряжения по одному из заданных критериев прочности бетона, соответствующих теориям Гениева, Карпенко, Писаренко и Яшина. Кроме того, определяются также значения главных деформаций, углы наклона главных напряжений к текущим осям, а также угол наклона плоскости трещины к оси X. По полученным результатам строится область прочности.
Применение режима проверки прочности позволяет получить предельные допустимые напряжения по двум главным площадкам, предельные нормальные и сдвиговые напряжения по октаэдрическим площадкам, коэффициент запаса прочности по второму предельному состоянию, а также параметр Лоде-Надаи.
Расчет ж/б оболочки
Расчет ж/б балки-стенки
Расчет ж/б плиты
Программы предназначены для подбора арматуры в пластинчатых железобетонных элементах по первому и второму предельному состоянию в соответствии с нормативными документами: СНиП 2.03.01-84, СНиП 52-01-2003, Eurocode 2, ДСТУ 3760-98, ТСН-100.
Расчет неупругих прогибов
Программа предназначена для определения неупругих прогибов многопролетной неразрезной балки (до пяти пролетов с двумя консолями) под произвольные длительно действующие и кратковременные нагрузки. Реализованы: СНиП 2.03.01-84, СНиП 52-01-2003, Eurocode 2, ДСТУ 3760-98, ТСН-100.
Несущая способность ж/б элементов (эллипсоид)
Для заданного произвольного железобетонного сечения с произвольно расположенными арматурными стержнями различного диаметра строится поверхность (неправильный эллипсоид) предельных усилий. Каждая точка поверхности такого эллипсоида соответствует одному из множества наборов N, Мх, Мy, обуславливающих предельное состояние сечения. Прользователь может задать точку к с конкретными координатами Nк, Мхк, Мyк и получить сечения (неправильные эллипсы), проходящие через эту точку и параллельные плоскостям системы координат N, Мх, Мy с указанием точки к.
Прочность ж/б диафрагмы при сейсмических воздействиях
Программа предназначена для оценки предельной сдвиговой прочности железобетонных диафрагм при сейсмических и циклических воздействиях. Реализован метод предельного равновесия в сочетании с эмпирическими методиками определения предельной прочности железобетонных диафрагм с трещинами:
- методика UBC (Единый строительный код США);
- зависимости Barda F., Hanson J., Corley G.(Американский институт бетона, Детройт);
- зависимости Hernandez O.B., Zermeno M.E. (WCCE, Стамбул);
- зависимости Tassios T., Lefas J., Lulurgas S. (Греция – СССР, совместные исследования);
- зависимости Hirosawa M (Токийский университет);
- зависимости АТС-3 (Временные рекомендации по проектированию сейсмостойких зданий)
- зависимости из Пособия по проектированию жилых зданий к СНиП 2.08.01-85.
В расчете учитываются положения СНиП 2.03.01-84* и ЕКБ-ФИП. Учет цикличности действия сейсмических воздействий принят по идеализированной модели гистерезиса железобетонных стен. По результатам работы программы строится область прочности диафрагмы по зависимостям N~Q и N~M.
Анкеровка арматуры по ДСТУ 3760-98
Программа предназначена для определения необходимой длины заведения арматурного стержня, при которой обеспечивается восприятие действующих в рассматриваемом сечении усилий. Расчет производится в соответствии с нормами «ДСТУ 3760–98. Прокат арматурный для железобетонных конструкций». Длина анкеровки вычисляется как для отдельных, так и для сдвоенных стержней. В качестве защитного слоя для углового арматурного стержня выбирается значение меньшее из двух: вертикального и горизонтального. Расчет выполняется методом последовательного приближения на основании шага и диаметра распределительной арматуры.
7. Раздел «Камень»: (3 программы)
Расчетные сопротивления сжатию кладки из кирпича
Приведены расчетные сопротивления сжатию кладки из кирпича всех видов и из керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12мм при высоте ряда кладки 50-150мм на тяжелых растворах в зависимости от марки кирпича и марки раствора. (Табл.2 СНиП ІІ-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»).
Расчет кирпичного простенка
Программа предназначена для расчета каменных и армокаменных конструкций в соответствии со СНиП ІІ-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции». Простенок задается прямоугольной или тавровой формы. Реализован случай плоского внецентренного сжатия простенка. Выполняется расчет при действии растягивающих и сдвигающих усилий. В результате расчета при необходимости армирования простенка указывается количество рядов кладки, через которое необходимо устанавливать сетки с заданной ячейкой и диаметром арматуры и (или) площадь продольной арматуры.
Расчет на смятие
Программа предназначена для определения прочности каменных конструкций на местное смятие в соответствии с СНиП II-22-81. Реализованы 11 типов опорных сечений.
8. Раздел «Дерево»: (3 программы)
Расчет цельных сечений
Программа предназначена для расчета прямоугольных и круглых брусьев деревянных конструкций в соответствии со СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции». Расчет предполагает выдачу сокращенного и развернутого формульного вида отчета с процентами использования сечения по необходимым проверкам.
Расчет клееных сечений
Программа предназначена для расчета клееных сечений деревянных конструкций в соответствии со СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции». Расчет предполагает выдачу сокращенного и развернутого формульного вида отчета с процентами использования сечения по необходимым проверкам.
Расчет составных сечений
Программа предназначена для расчета составных сечений деревянных конструкций в соответствии со СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции». Расчет предполагает выдачу сокращенного и развернутого формульного вида отчета с процентами использования сечения по необходимым проверкам.
9. Раздел «Фундамент»: (9 программ)
Параметры упругого основания С1, С2
Расчет одиночной сваи
Программа позволяет определить осадку и жесткость одиночной сваи (с учетом взаимовлияния в группе свай) в соответствии со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» и МГСН 2.02-01 «Основания, фундаменты и подземные сооружения».
Расчет сваи на совместное действие нагрузок
Программа предназначена для расчета одиночной сваи на совместное воздействие вертикальной, горизонтальной сил и момента в соответствии со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» с учетом развития первой и второй стадии напряженно-деформированного состояния «свая-грунт».
Главные и эквивалентные напряжения в грунте
Программа реализует вычисление главных и эквивалентных напряжений по различным теориям прочности, применяемых для грунтов.
Устойчивость склона
Программа предназначена для проверки устойчивости склонов котлованов из однородного грунта по цилиндрической поверхности скольжения.
Устойчивость многослойного склона
Программа предназначена для определения устойчивости многослойного грунтового склона по цилиндрической поверхности скольжения. Расчет производится методом, разработанным Шведским обществом геомеханики. В результате определяются координаты оползневой поверхности, оползневое давление, а также коэффициенты запаса при статическом и динамическом нагрузках, суммарная активная нормальная сила, активная составляющая сдвиговых сил, реактивная составляющая от сцепления и радиус поверхности скольжения.
Определение С1 и С2 на основе модели грунтового основания
Программа предназначена для определения коэффициентов постели для расчета фундаментных конструкций на упругом основании в соответствии с трехмерной моделью грунта, построение которой производится по заданному набору скважин, их расположению и составу грунтовых условий. Для построенной модели грунта по заданным нагрузкам от проектируемой фундаментной конструкции и близлежащих зданий (контуры которых могут иметь произвольные очертания) определяется переменная по области проектируемой конструкции глубина сжимаемой толщи и коэффициенты постели С1 и С2 с последующим построением изополей этих и других вспомогательных характеристик. Определение С1 и С2 может производиться по нескольким методикам, определяемым пользователем.
Осадка условного фундамента
Программа предназначена для определения осадки свайного фундамента из висячих свай в соответствии со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Стена в грунте
Программа предназначена для расчета подземной части сооружений, возводимых методом «стена в грунте». Расчетная модель является плоской и состоит из грунтового массива, элементов стенового ограждения и анкерных креплений стен. Задаются размеры грунтового массива и характеристики грунтов в нем, размеры котлована и уровни его отрывки, нагрузки на поверхность грунта, размеры и параметры материала и сечения стеновых элементов и анкеров, а также силы натяжения в анкерных креплениях.
Расчет производится последовательно по стадиям. На первой стадии производится расчет полной модели (без анкеров) на собственный вес и заданную нагрузку. Дальнейшее количество стадий определяется автоматически и зависит от заданных уровней выемки грунта и отметок установки анкеров. По ходу расчета выполняется накопление перемещений в узлах, напряжений в элементах грунта и усилий в элементах стен и анкеров по стадиям.
Результаты расчета представляются в виде изополей перемещений и напряжений в грунте, а также усилий в шпунтах и анкерах по каждой стадии.
10 Раздел «Мосты»: (2 программы)
Линии влияния в неразрезных балках
Программа предназначена для построения линий влияния перемещений, углов поворота, изгибающих моментов и перерезывающих сил от подвижных нагрузок в многопролетной неразрезной балке (до пяти пролетов с двумя консолями). Сечения пролетов могут быть разными, имеется возможность учета податливости опор.
Кроме стандартных нагрузок А8 и А11 может задаваться пользовательская подвижная нагрузка.
Поперечные сечения пролетных строений стальных мостов
Программа предназначена для моделирования, расчета и анализа сложных поперечных сечений пролетных строений автодорожных стальных мостов. Поперечное сечение пролетного строения формируется заданием системы образующих ортотропных плит. Для каждого сечения задается набор усилий M, N, Q взятых из соответствующих огибающих эпюр балки жесткости (обычно неразрезной балки). Фактическая неравномерность распределения нормальных напряжений по телу сложного сечения компенсируется возможностью введения компенсирующих коэффициентов задаваемых для ортоторпных плит (коэффициентов редукции).
В результате расчета выполняется декомпозиция модели сечения состоящей из ортотропных плит на элементарные стандартные расчетные объекты (отсеки стенок, участки плит между ребрами, отсеки поясов с ребрами, пластинки составляющие продольные ребра и т д.). Для каждого расчетного объекта, в зависимости от контекста и условий его работы в каждом сечении вдоль пролета, выполняется комплекс проверок прочности и местной устойчивости в соответствии со СНиП 2.05.03-84 и его приложениями.
Автор: 
Дата: 26 ноября 2009
Просмотров: 5 270 
