Електронний довідник інженера



ПК ЕСПРІ містить програми, що дозволяють виконувати комп'ютерні розрахунки досить великого класу приватних задач проектного, інженерного та дослідницького напрямків у будівництві.
Швидкість та оперативність роботи з ЕСПРІ, дозволяють з успіхом застосовувати його як при створенні остаточної розрахункової моделі конструкції, так і при аналізі результатів її розрахунку як при експертній оцінці проектів, так і при технічному нагляді за будівництвом будівлі.

ЕСПРІ виявляється корисним у безлічі ситуацій, що вимагають аналізу роботи реальних конструкцій, як при їх зведенні, так і при їх реконструкції, як при проектуванні, так і при нагляді за їх експлуатацією.

ПК ЕСПРІ є розвитком серії програм, що входили до «Інженерного калькулятора» та «Пакету прикладних програм» (ППП).

Застосування ЕСПРІ у навчальному процесі сприяє більш ефективному засвоєнню студентами лекційного матеріалу з курсів сопромату, будівельної механіки, теорії пружності, сталевих, дерев'яних та залізобетонних конструкцій, основ та фундаментів, а також дозволяє майбутнім інженерам розширити свій кругозір та отримати уявлення про коло практичних завдань, які їм доведеться вирішувати у майбутньому.

ЕСПРІ допомагає користувачеві в його повсякденній роботі та забезпечує йому підтримку у прийнятті оптимальних обґрунтованих рішень.

У теперішній час ЕСПРІ містить серію довідкових і розрахункових програм. Частина програм об'єднана у розділи за тематичною ознакою – математика, статика, залізобетонні конструкції, сталеві конструкції, фундаменти і т.п. Інші програми представлені окремо.

До складу ЕСПРІ входять розділи - Математика для інженера, Перерізи, СтаДиСт, Сталеві конструкції, Залізобетонні конструкції, Кам'яні та армокам'яні конструкції, Дерев'яні конструкції, Основи та фундаменти, Навантаження та впливи, Продавлювання, Переднапруження та програми - Прогини, Еліпсоід, Шпунт, Діафрагма, Тостер, Ґрунт.


Розділ «Математика для інженера»

включає 6 програм

Визначення площ та об'ємів. Програма призначена для обчислення за допомогою геометричних формул площ, об'ємів і площ поверхонь для плоских фігур та об'ємних тіл, що найчастіше зустрічаються.

Перемноження епюр. Програма призначена для перемноження епюр внутрішніх (одиничних та вантажних) зусиль різного обрису в елементах конструкцій при вирішенні статично невизначених систем методом сил.

Лінійна алгебра. Програма призначена для вирішення основних задач лінійної алгебри.

Корені поліному. Програма призначена для визначення дійсних та комплексних коренів поліному. Порядок поліному n обмежений 36.



Параметричні тонкостінні перерізи. Програма дозволяє розрахувати геометричні характеристики для найбільш поширених типів тонкостінних перерізів. Крім звичайних геометричних характеристик визначаються параметри, характерні для тонкостінного перерізу: центр вигину, центр кручення, зсувні площі, секторіальний момент інерції, секторіальні координати.

Розділ «Перерізи»

включає 4 програми

Параметричні перерізи. Програма дозволяє розрахувати геометричні характеристики перерізу для найпоширеніших типів перерізів, які задаються мінімальною кількістю параметрів.

Складені перерізи. Програма призначена для визначення центру жорсткості складеного перерізу. За допомогою цієї програми можна обчислювати центр жорсткості плану будівлі як єдиного складеного перерізу. Визначаються зусилля в елементах перерізу від дії зовнішніх сил. Зовнішні сили можуть бути прикладені як у центрі мас, так і в обчисленому центрі жорсткості, а також у точці з довільними координатами. Зовнішні сили можуть бути задані у вихідних або головних осях. Прив'язки точки прикладення також можуть бути задані у вихідних або головних осях.

Крутні моменти інерції. Програма призначена для обчислення моментів інерції при вільному крученні для найбільш поширених типів перерізів.



Розділ «СтаДиСт» (Статика-Динаміка-Стійкість)

включає 14 програм

Нерозрізні балки. Програма призначена для статичного розрахунку багатопролітної нерозрізної балки (до п'яти прольотів із двома консолями).

Лінії впливу в нерозрізних балках. Програма призначена для побудови ліній впливу переміщень, кутів повороту, згинальних моментів і перерізуючих сил від рухливих навантажень у багатопролітній нерозрізній балці (до п'яти прольотів з двома консолями).

Ферми. Програма призначена для визначення переміщень вузлів і зусиль в елементах плоских ферм різного обрису, що найчастіше зустрічаються в практиці.

Параметричні плоскі рами. Програма призначена для статичного розрахунку плоских рам різного обрису, що найбільш часто зустрічаються у практиці.

Плоскі довільні рами. Програма призначена для статичного розрахунку плоских рам та ферм довільного обрису.

Розділ «Сталеві конструкції»

включає 9 програм

Сортамент металопрокату. Програма надає широкий набір довідкових таблиць та призначена для перегляду баз даних сталевих сортаментів.

Розрахунок перерізів елементів. Програма призначена для підбору та перевірки перерізів (33 типи перерізів) стержневих металевих елементів відповідно до СНиП II-23-81* «Сталеві конструкції» або Єврокод 3 «Проектування сталевих конструкцій».

Головні та еквівалентні напруження в сталевих конструкціях. Програма призначена для визначення величин головних та еквівалентних напружень за різними теоріями міцності для заданого тензора напружень.

Визначення розрахункових довжин елементів. Програма призначена для визначення відповідно до СНиП II-23-81* «Сталеві конструкції» розрахункових довжин наступних елементів сталевих конструкцій.

Параметричні вузли сталевих конструкцій. Програма призначена для проектування металевих вузлів.





Розділ «Залізобетонні конструкції»

включає 15 програм

new СталеБетон – Перевірка сталебетонних перерізів колон. Реалізовано перевірку на міцність перерізів сталебетонних колон прямокутного перетину з різними профілями жорсткої арматури. Розрахунок виконується по деформаційній моделі залізобетону з використанням дволінійної, трилінійної та нелінійної діаграм.

new АрмоБетон – Перевірка бетонних перерізів, армованих композитною арматурою. Реалізовано армування як неметалевою композитною арматурою, так і кількома видами арматури, у тому числі металевою. Розрахунок проводиться за теорією граничних станів та за деформаційною моделлю залізобетону відповідно до проекту СП «Конструкції з бетону з композитною неметалевою арматурою».

new ТрубоБетон – Перевірка трубобетонних перерізів. Реалізовано перевірку на міцність перерізів трубобетонних конструкцій за деформаційною моделлю відповідно до СП 63.13330.2012, СП 16.13330.2011 і проекту СП «Конструкції з бетону з композитною неметалевою арматурою».

Характеристики бетону. У програмі наведено довідкові дані щодо нормативних та розрахункових опорів бетону для граничних станів першої та другої групи відповідно до СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції».

Сортамент арматури. У програмі наведено довідкові дані про розрахункову площу та теоретичну масу погонного метру арматури в залежності від кількості та діаметру стержнів відповідно до СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції».

Анкеровка арматури за ДСТУ 3760-98. Програма призначена для визначення необхідної довжини закладу арматурного стержня, при якій забезпечується сприйняття зусиль, що діють у розглянутому перерізі.


Розділ «Кам'яні та армокам'яні конструкції»

включає 5 програм

Розрахункові опори стиску кладки з цегли. У програмі наведено довідкові дані: розрахункові опори стиску кладки з цегли всіх видів та з керамічного каміння з щілевидними вертикальними порожнечами шириною до 12мм при висоті ряду кладки 50-150мм на важких розчинах залежно від марки цегли та марки розчину відповідно до табл.2 СНиП ІІ-22-81 «Кам'яні та армокам'яні конструкції».

Розрахунок цегляного простінку. Програма призначена для розрахунку кам'яних та армокам'яних конструкцій відповідно до СНиП ІІ-22-81 «Кам'яні та армокам'яні конструкції». Простінок задається прямокутної або таврової форми. Реалізовано випадок плоского позацентрового стиску простінка. Виконується розрахунок при дії розтягуючих і зсувних зусиль. В результаті розрахунку при необхідності армування простінка вказується кількість рядів кладки, через яке необхідно встановлювати сітки із заданим осередком та діаметром арматури, та/або площа поздовжньої арматури. Реалізовано положення СП 15.13330.2012 Кам'яні та армокам'яні конструкції

Розрахунок на зім'яття. Програма призначена для визначення міцності кам'яних конструкцій на місцеве зім'яття відповідно до СНиП II-22-81 «Кам'яні та армокам'яні конструкції». У програмі реалізовано розрахунок для 8-ти типів опорних перерізів. Реалізовані положення СП 15.13330.2012 Кам'яні та армокам'яні конструкції

Розрахунок на розтяг. Програма призначена для визначення міцності кам'яних конструкцій на розтяг у відповідності до СНиП II-22-81 «Кам'яні та армокам'яні конструкції». У програмі реалізовано розрахунок для 8-ти типів опорних перерізів. Реалізовані положення СП 15.13330.2012 Кам'яні та армокам'яні конструкції

Розрахунок та перевірка міцності простінків та їх заданого посилення по ДБН В.2.6-162:2010.



Розділ «Дерев'яні конструкції»

включає 6 програм

new Розрахунок цілісних, клеєних та складених перерізів дерев'яних конструкцій Єврокод 5.

Розрахунок цілісних перерізів. Програма призначена для розрахунку прямокутних та круглих брусів дерев'яних конструкцій відповідно до СНиП II-25-80 «Дерев'яні конструкції». Розрахунок передбачає видачу скороченого та розгорнутого формульного виду звіту з відсотками використання перерізу за необхідними перевірками.

Розрахунок клеєних перерізів. Програма призначена для розрахунку клеєних перерізів дерев'яних конструкцій відповідно до СНиП II-25-80 «Дерев'яні конструкції». Розрахунок передбачає видачу скороченого та розгорнутого формульного виду звіту з відсотками використання перерізу за необхідними перевірками.

Розрахунок складених перерізів. Програма призначена для розрахунку складених перерізів дерев'яних конструкцій відповідно до СНиП II-25-80 «Дерев'яні конструкції». Розрахунок передбачає видачу скороченого та розгорнутого формульного виду звіту з відсотками використання перерізу за необхідними перевірками.



Розділ «Основи та фундаменти»

включає 14 програм

new Розрахунок одиночної палі за СП 24.13330.2011 програма призначена для розрахунку несучої здатності паль-стійок за СП 24.13330.2011 з урахуванням Змін № 1, 2, 3.

new Розрахунок одиночної палі по ДБН відповідно зі Зміною №1 до ДБН В.2.1-10:2009

Несуча здатність паль за результатами польових випробувань відповідно до СП 24.13330.2011, СП 50-102-2003, СНиП 2.02.03-85* та ДСТУ Б В.2.1-27:2010.
Реалізовано: розрахунок за результатами випробування забивних паль у точці зондування; розрахунок за результатами статичного зондування гвинтових паль при стискаючому та висмикуючому навантаженні.

Параметри пружної основи С1, С2. Програма призначена для визначення осадки та коефіцієнтів постелі С1 і С2 під центром фундаменту або фундаментної плити по заданим ґрунтовим умовам та навантаженню.




Розділ «Навантаження та впливи»

включає 8 програм
new Перевірка на резонансне вихрове збудження. Програма реалізує положення СП 20.13330.2011 та ДБН В.1.2-2:201Х. Визначається критична швидкість вітру та інтенсивність резонансного вихрового впливу відповідно до заданих частот власних коливань.
Коефіцієнти надійності. У програмі наведено таблиці коефіцієнтів надійності по навантаженню для ваги будівельних конструкцій та ґрунтів, а також ваги обладнання відповідно до СНиП 2.01.07-85* «Навантаження та впливи».
Власна вага багатошарового пакету. Програма призначена для обчислення нормативного та розрахункового навантажень від власної ваги пакету, що складається з певної кількості шарів, та для обчислення опору теплопередачі багатошарового пакету.
Снігові навантаження. Програма призначена для визначення снігових навантажень на будівлі та споруди.



Програма «Прогини»

Розрахунок непружних прогинів. Програма призначена для визначення непружних прогинів багатопролітні нерозрізної балки (до п'яти прольотів з двома консолями) під довільні довготривалі та короткочасні навантаження. Враховуються вимоги: СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції», СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції», Єврокод 2 «Проектування залізобетонних конструкцій», Рекомендації по застосуванню арматурного прокату ДСТУ 3760-98, ТСН 102-00 «Залізобетонні конструкції з арматурою класів А500С та А400С».



   

Програма «Еліпсоїд»

Несуча здатність залізобетонних елементів. Програма виконує побудову поверхні (неправильний еліпсоїд) граничних зусиль для заданого довільного залізобетонного перерізу з довільно розташованими арматурними стержнями різного діаметру. Кожна точка поверхні такого еліпсоїда відповідає одному з безлічі наборів N, Мх, Мy, що зумовлюють граничний стан перерізу. Користувач може задати точку К з конкретними координатами Nк, Мхк, Мyк та отримати перерізи (неправильні еліпси), що проходять через цю точку.



Програма «Шпунт»

Стіна в ґрунті. Програма призначена для розрахунку огороджувальних конструкцій котловану як «стіни в грунті» або «шпунтового огородження». Розрахункова модель є плоскою і складається з ґрунтового масиву, елементів стінового огородження та анкерних кріплень стін. Задаються розміри ґрунтового масиву та характеристики ґрунтів у ньому, розміри котловану та рівні його відривки, навантаження на поверхню ґрунту, розміри та параметри матеріалу та перерізу стінових елементів та анкерів, а також сили натягу в анкерних кріпленнях. Розрахунок проводиться послідовно по стадіях. На першій стадії проводиться розрахунок повної моделі (без анкерів) на власну вагу та задане навантаження. Подальша кількість стадій визначається автоматично і залежить від заданих рівнів виїмки ґрунту та позначок установки анкерів. По ходу розрахунку виконується накопичення переміщень у вузлах, напружень в елементах ґрунту та зусиль в елементах стін та анкерів по стадіях. Результати розрахунку подаються у вигляді ізополів переміщень і напружень у ґрунті, а також зусиль у шпунтах та анкерах по кожній стадії.



Програма «Діафрагма»

Міцність залізобетонної діафрагми при сейсмічних впливах. Програма призначена для оцінки граничної зсувної міцності залізобетонних діафрагм при сейсмічних та циклічних впливах. Реалізовано метод граничної рівноваги у поєднанні з емпіричними методиками визначення граничної міцності залізобетонних діафрагм із тріщинами:
  • методика UBC (Єдиний будівельний код США) ;
  • залежності Barda F., Hanson J., Corley G.(Американський інститут бетону, Детройт);
  • залежності Hernandez O.B., Zermeno M.E. (WCCE, Стамбул);
  • залежності Tassios T., Lefas J., Lulurgas S. (Греція - СРСР, спільні дослідження);
  • залежності Hirosawa M (Токійський університет);
  • залежності АТС-3 (Тимчасові рекомендації щодо проектування сейсмостійких будівель)
  • залежності з Посібника з проектування житлових будівель (до СНиП 2.08.01-85). У розрахунку враховуються положення СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції» та рекомендації ЕКБ-ФІП.
    Врахування циклічності дії сейсмічних впливів прийнято за ідеалізованою моделлю гістерезису залізобетонних стін. За результатами роботи програми будується область міцності діафрагми по залежністях N~Q і N~M.



  • Розділ «Продавлювання»

    включає 5 програм

    Продавлювання по довільному контуру. Програма призначена для розрахунку плит перекриття та фундаментних плит на продавлювання від дії зосередженої сили та зосереджених моментів у двох площинах. Форма довільного контуру продавлювання визначається автоматично в залежності від типу перерізу колони. Допускаються наступні перерізи колон: круглий, прямокутний, тавровий, кутовий і хрестовий. Розміри контуру обчислюються в залежності від заданого кута нахилу граней піраміди продавлювання, який за умовчанням дорівнює 45 градусам. Незамкнений контур (за наявності прорізу в плиті або при розташуванні колони на краю плити) створюється за допомогою відсікання від контуру відповідної ділянки. Ділянка відсікання моделюється прямою лінією, що проходить через точку із заданими координатами та під заданим кутом нахилу до горизонтальної осі.

    Продавлювання по прямокутному контуру. Програма призначена для розрахунку плит перекриття та фундаментних плит на продавлювання від дії зосередженої сили та зосереджених моментів у двох площинах. Для прямокутного контуру продавлювання розглядаються кілька розрахункових ситуацій:

  • колона всередині плити (замкнутий контур);
  • колона біля одного з країв плити;
  • колона біля кута прямокутної плити (незамкнутий контур);
  • колона всередині плити поблизу отвору (незамкнутий контур).

    При взаємодії плити зі стіною розглядаються наступні ситуації:
  • торець стіни всередині плити (незамкнутий контур із трьох ділянок);
  • торець стіни біля краю плити (незамкнутий контур із двох ділянок);
  • плита біля кута стіни (незамкнутий контур із трьох ділянок).
    У розрахунку обох програм враховуються вимоги Рекомендацій щодо застосування арматурного прокату по ДСТУ 3760-98, СНиП 2.01.03-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції», СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції», включаючи положення науково-технічного звіту ДУП НДІЗБ за договором № 709 від 01.10.2002, а також положення Єврокод 2 «Проектування залізобетонних конструкцій». В результаті розрахунку визначається площа необхідної поперечної арматури із заданим кроком. Також виводяться проміжні результати, одержані в процесі розрахунку.

  • Продавлювання по Єврокоду - розрахунок прямокутних плит на продавлювання відповідно до вимог EN 1992-1-1 (Єврокод 2), ДБН В.2.6-98:2009 та ДСТУ Б В.2.6-156:2010 (Україна), CH PK EN 1992-1-1 :2004/2011 (Казахстан). Враховують наявність капітелей колон. Розглядається 8 розрахункових ситуацій у 4-х можливих варіантах.

    Продавлювання по нормах СНБ 5.03.01-02 - розрахунок прямокутних плит на продавлювання у відповідності до вимог норм Республіки Білорусь СНБ 5.03.01-02. Враховують наявність капітелей колон. Розглядається 8 розрахункових ситуацій у 5-и можливих варіантах

    new Продавлювання по круглому контуру відповідно до вимог Єврокод




    Допускаються вузлові навантаження у вигляді сил, моментів, а також заданих переміщень та поворотів. Допускаються місцеві навантаження. Приймається, що вузлові навантаження прикладаються в центрі кручення (а не в центрі ваги), координати якого є однаковими для всіх стержнів, що входять у вузол. В результаті розрахунку обчислюються переміщення вузлів, включаючи депланацію, і зусилля в стержнях – поздовжня сила, згинальні моменти, крутний момент, перерізуючі сили, а також бімомент. Результати розрахунку відображаються графічно у вигляді деформованої схеми та епюр зусиль, а також видаються у табличній формі.

    Програма «Тостер»

    Тонкостінні стержневі системи. Програма призначена для статичного розрахунку просторових систем із тонкостінних стержнів в умовах обмеженого кручення. Кожен вузол рами має 7 ступенів свободи – три лінійні переміщення, три повороти та депланацію. Допускається розрахунок плоских стержневих систем. Жорсткісні геометричні та секторіальні характеристики обчислюються автоматично за допомогою програми «Параметричні тонкостінні перерізи».




    Розділ «Переднапруження»

    включає 2 програми

    Переднапруження. Програма призначена для підбору та перевірки несучої здатності залізобетонних перерізів стержнів із попередньо напруженою арматурою. В режимі перевірки визначається коефіцієнт забезпеченості перерізу на міцність. У режимі підбору визначається площа нижньої або верхньої арматури та відповідне граничне напруження натягу.

    new Перевірка перерізів залізобетонних опор (стійок). Програма призначена для перевірки на міцність перерізів залізобетонних стійок (опор) кільцевого перерізу із попередньо напруженою арматурою. Реалізовані положення ДБН В.2.6-98:2009 і ДСТУ Б В.2.6-156:2010. Перевірка проводиться на основі деформаційної моделі.




    Програма «ҐРУНТ»

    Визначення С1 та С2 на основі моделі ґрунтової основи. Програма призначена для визначення коефіцієнтів постелі С1 та С2 виходячи з тривимірної моделі ґрунту. Ґрунтовий масив моделюється по заданому набору свердловин, їх геології та розташування.


    Виконується побудова ізополів осадок, коефіцієнтів постелі та інших допоміжних характеристик. Визначення С1 і С2 може здійснюватися за декількома методиками для моделей ґрунту Вінклера-Фуса та Пастернаку. Виконується врахування впливу будівель, що проектуються, на існуючі споруди. Визначаються перекоси фундаментів існуючих будівель. Розрахунки виконуються по СП 22.13330.2011 і СП 24.13330.2011, а також ДБН В.2.1-10:2009.


    Контури заданих навантажень на природну та/або пальову основу від проектованих та/або існуючих будівель як від фундаментів будівлі, так і від прилеглих будівель можуть мати довільні обриси. Для куща паль осадка визначається як для умовного фундаменту. Глибина стискуваної товщи, коефіцієнти постелі С1 та С2 визначається в межах заданих контурів навантажень.