SCAD Office

Вычислительный комплекс SCAD++ обеспечивает выполнение прочностного анализа несущих конструкций с использованием метода конечных элементов. Обмен данными с наиболее популярными CAD-программами (графическими редакторами) и BIM-системами позволяет интегрировать SCAD++ в современную среду проектирования. Возможность разработки пользовательских приложений, независимо от разработчиков системы, с использованием плагинов или поставляемой в составе SCAD++ библиотеки API позволяет расширять функциональные возможности вычислительного комплекса и максимально приблизить их к задачам проектировщика.

Высокопроизводительные алгоритмы разложения матрицы жесткости позволяют решать задачи большой размерности (несколько миллионов степеней свободы) в линейной, геометрически и физически нелинейной постановке. Расчеты динамических воздействий включают решение таких задач, как сейсмические воздействия (в том числе расчет по шестикомпонентным акселерограммам), пульсация ветра, гармонические колебания, импульс, удар, а также прямое интегрирование уравнений движения с учетом демпфирования как в линейной, так и нелинейной постановках.

В состав комплекса включены модули анализа устойчивости, формирования расчетных сочетаний усилий, проверки напряженного состояния по различным теориям прочности, определения реакций от взаимодействия фрагмента схемы с остальной конструкцией, вычисления перемещений и усилий от комбинаций загружений, определения напряженно-деформированного состояния конструкции с учетом очередности возведения сооружения (монтаж), анализа амплитудно-частотных характеристик, учета усилий преднапряжения в элементах конструкции и др.

Комбинации нагрузок и воздействий формируются согласно СП 20.13330, EN 1991, ДБН В.1.2-2. . Модули подбора арматуры и экспертизы элементов железобетонных конструкций учитывают требования СП 63.13330, EN 1992-1-1. Реализован расчет на продавливание для плит. Экспертиза и подбор сечений элементов стальных конструкций выполняется согласно СП 16.13330, EN 1993, ДБН В2.6-198 в том числе и ЛСТК как по СП 260.1325800 так и по EN 1993-1-3. Анализ огнестойкости элементов железобетонных конструкций реализован по СТО 36554501-006-2006, а элементов стальных конструкций по EN 1993-1-2, ДСТУ-Н Б В.2 6-11. Расчеты на сейсмику возможны по нормам РФ, EN, ДБН, стран СНГ.

В программе SCAD++ предусмотрены следующие режимы работы:

• Станадарт соответствует стандартному проекту, в котором для получения результата используется одна расчетная схема, подготовленная в соответствии с правилами метода конечных элементов.
• Вариация моделей соответствует такому режиму работы, в котором для получения результата одновременно используется не одна, а несколько топологически подобных моделей, каждая из которых подготовлена в соответствии с правилами метода конечных элементов.
• Монтаж активизирует одноименный режим, предназначенный для моделирования поведения конструкции в процессе возведения. Расчетная схема режима Монтаж, как и в ранее указанных режимах, готовится в соответствии с правилами метода конечных элементов.
• Форум используется в тех случаях, когда исходная модель готовится с использованием технологии укрупненных объектов (чаще всего — конструктивных элементов), а ее преобразование в модель метода конечных элементов выполняется автоматически.

Графический интерфейс программы SCAD++ построен на основе технологии MDI (Multi Documented Interface). Это позволяет работать одновременно с несколькими задачами, каждая из которых в режиме подготовки исходных данных (в препроцессоре) использует одно окно. В режиме анализа результатов расчета (в постпроцессоре) количество окон для одной задачи не ограничено. В них могут располагаться как разные фрагменты расчетной схемы, так и различные виды результатов. При этом разные задачи могут одновременно находиться на разных стадиях обработки — подготовки данных, расчета и анализа результатов. Элементы управления графическим интерфейсом, доступ к данным, операции с окнами (допустимость одновременного присутствия нескольких окон, понятие активного окна и способы активации, возможность перемещения окон и т. п.) реализованы в полном соответствии с правилами, принятыми для операционной среды Windows.

Укрупненная модель в режиме Форум SCAD++

Расчетная модель в режиме Стандарт SCAD++

SCAD++ имеет развитую библиотеку конечных элементов, включающую стержневые, пластинчатые, объемные элементы, универсальные конечные элементы для решения осесимметричной задачи теории упругости, конечные элементы для расчета кусочно-неоднородных по толщине (многослойных) пластин и пологих оболочек, а также специальные конечные элементы (упругие связи, жесткое тело, односторонние связи, вантовые элементы, демпферы и другие).

Возможности моделирования SCAD++:

• развитые графические средства формирования и корректировки геометрии расчетных схем, описания физико-механических свойств материалов, задания условий опирания и примыкания, а также нагрузок;
• большой набор параметрических прототипов конструкций, включающий рамы, фермы, балочные ростверки, оболочки, поверхности вращения, аналитически заданные поверхности;
• автоматическая генерация произвольной сетки конечных элементов на плоскости
• возможность формирования сложных расчетных моделей путем сборки из различных схем;
• широкий выбор средств графического контроля всех характеристик расчетной схемы
• возможность работы на сетке разбивочных (координационных) осей;
• развитый механизм работы с группами узлов и элементов;
• формирование расчетной модели путем копирования всей схемы или ее фрагментов
• импорт геометрии из систем ArchiCAD, Revit, Tekla, чтение данных в форматах DXF, DWG, IFC;
• пользовательские расширения на JScript безгранично расширяют возможности построения моделей и обработки результатов.

Перечень решаемых в SCAD++ прикладных задач:

• определение напряженно-деформированного состояния в линейной постановке, а также с учетом геометрической, конструктивной, физической нелинейности;
• для расчета с учетом физической нелинейности реализованы материалы Произвольный и Железобетон (включает бетон и стальную арматуру);
• анализ устойчивости;
• расчет задач динамики методом разложения по собственным формам колебаний (пульсация ветра, сейсмическое воздействие, гармонические воздействия (вибрации от оборудования), импульс, удар);
• решение задач динамики прямым интегрированием уравнений движения с применением многокомпонентного демпфирования и возможностью учета нелинейности позволяет выполнять расчеты практически на любые динамические воздействия;
• определение расчетных сочетаний усилий, прогибов, перемещений, реакций в связях, продавливания;
• подбор армирования и экспертиза при заданном армировании железобетонных конструкций в т.ч. расчет на продавливание;
• проверка и подбор элементов стальных конструкций;
• экспертиза огнестойкости элементов стальных и железобетонных конструкций;
• расчет на прогрессирующее обрушение квазистатическим методом (динамический метод реализуется возможностями режима прямого интегрирования).

Программа SCAD++ имеет следующие возможности по представлению результатов:

• результаты расчета отображаются как в графической, так и в табличной формах;
• в графической форме результаты расчета перемещений выводятся в виде деформированной схемы, цветовой и цифровой индикации значений перемещений в узлах, а также изополей и изолиний перемещений для пластинчатых и объемных элементов, выполняется анимация форм колебаний для динамических и процесса деформирования для статических загружений;
• для стержневых элементов могут быть получены деформированные схемы с учетом прогибов, а также эпюры прогибов для отдельных элементов;
• усилия в стержневых элементах представляются в виде эпюр для всей схемы или отдельного элемента, а также цветовой индикацией максимальных значений выбранного силового фактора;
• усилия и напряжения в пластинчатых и объемных элементах выводятся в виде изополей или изолиний в указанном диапазоне цветовой шкалы с возможностью одновременного отображения числовых значений в центрах и узлах элементов;
• при формировании отчетов по проверкам элементов по каждой реализованной проверке выводится диаграмма с факторов с коэффициентом использования и ссылками на пункты нормативных документов;

• графическое представление результатов работы постпроцессора подбора арматуры в элементах железобетонных конструкций в виде эпюр для стержневых и изополей или изополей (карт) распределения арматуры для пластинчатых элементов;

• возможность локализации результатов расчета в заданном диапазоне значений перемещений и силовых факторов;
• результаты расчета в табличной форме могут экспортироваться в редактор MS Word или электронные таблицы MS Excel;
• табличное представление результатов может быть дополнено графическими материалами, отобранными в процессе создания расчетной схемы и анализа результатов;
• экспорт результатов подбора арматуры в плитах и перекрытиях в систему AllPlan.

Карты подбора армирования в фундаментной плите

SCAD++ обеспечивает обмен данными с другими программами, используя:

• универсальные форматы (IFC, CIS/2, DXF, DWG);
• форматы данных программ Advance Steel, ANSYS, STAAD, Abacus, Femap, GMSH, NetGen;
• плагины для программ Revit, ArchiCAD, Tekla позволяют работать с геометрической или аналитической моделями (с ArchiCAD через формат SAF);
• модель из Renga сохраненная в формате IFC 4 Coordination View успешно обрабатывается SCAD++, также успешно предается модель из SCAD++ в Renga;
• в программу КРОСС (расчет коэффициентов постели) можно импортировать геологию в формате гео-xml, например, из программы КРЕДО ГЕОЛОГИЯ.

В большинстве случаев программа SCAD++ обеспечивает возможность «прямого» чтения файлов (например, файлов DXF, IFC, SDNF, ...). Но для связи с некоторыми программами (Revit, ArchiCAD, Tekla, AllPlan) разработаны специальные расширения (plugin), которые работают в среде соответствующей программы и в результате создают промежуточный файл с расширением .r2s, который может быть импортирован программой SCAD++.

Обмен данными с другими системами

ПК SCAD Office - Размерность S64, S392, Smax

Для уменьшения стоимости SCAD пользователям предлагаются различные его размерности.

Размерность SCAD — это наличие возможности сделать Линейный расчет схемы в зависимости от ее габаритов (количества узлов). Термин «размерность» применяется только для программы SCAD.

Таблица размерности

Если купленная размерность SCAD превысит максимальные показатели, то при выполнении Линейного расчета появится предупреждающая надпись «Превышено допустимое количество степеней свободы» и возможность расчета будет закрыта.

Ниже приведены примеры схем, которые пользователь может составлять в SCAD для различных видов конфигураций.

Пакет плагинов КладК

Пакет плагинов КладК к SCAD++ предназначен для подготовки расчетных моделей кирпичных или каменных зданий с жесткой конструктивной схемой, выполнению необходимых проверок и подготовки результатов расчета для текстовой части проектной документации или отчетов по расчетам.

Согласно приложению Б к СП 15.13330.2020 к зданиям с жесткой конструктивной схемой относится большинство многоэтажных жилых и общественных зданий с несущими кирпичными или каменными стенами.

Состав пакета плагинов КладК

• BrickWalls

Модуль в разделе Расчетная схема позволяет задать параметры для расчетов в плагинах BrickWalls, BrickReduction, BrickBiaxialStrength. Модуль в разделе Графический анализ предназначен для выполнения расчетов каменных стен на внецентренное сжатие по СП 15.13330, вывода результатов расчета во Вьювер, Excel и трассировки расчета в формате txt.

• BrickBiaxialStrength

Модуль в разделе Расчетная схема создает группы элементов с целью графической визуализации в SCAD++ по соответствующим критериям проверки прочности по результатам расчета. Модуль в разделе Графический анализ рассчитывает прочность кирпичных или каменных стен при плоском напряженном состоянии с учетом ортотропии их прочностных свойств по обобщенным критериям Гениева с учетом требований СП 15.13330 (на растяжение, по главным растягивающим напряжениям, на срез по перевязанному и неперевязанному сечениям).

• BrickReduction

Модуль в разделе Расчетная схема назначает оболочечным элементам, моделирующим кирпичные или каменные стены, новые типы жесткости с коэффициентами редуцирования мембранной жесткости, вычисленными в плагине. Модуль в разделе Графический анализ по заданной комбинации вычисляет коэффициенты редуцирования мембранной жесткости по результатам линейного расчета.

• BrickRebar

Задает выбранным элементам или добавляет в существующую группу элементов армирование.

• SplitElem

Отделяет элементы от общих узлов на заданное расстояние и создает объединение перемещений с отделенными узлами при необходимости. Используется для быстрого задания шарниров между плитами перекрытий (в основном монолитными) и стенами, а также с целью подготовки модели для расчета по раскрытию трещин согласно приложению Г СП 15.13330.2020.

• OpenPluginsFolder

Открывает директории плагинов препроцессора. Используется для быстрого доступа к папкам, в которых размещены руководства и Мастер лицензий.

Пакет плагинов РешК

Пакет плагинов для автоматизации решения следующих задач:

• расчет и приложение к расчетным моделям решетчатых конструкций (башни и опоры ЛЭП), а также любым стержневых моделям (дымовые и вентиляционные трубы, вытяжные башни, эстакады, открытые этажерки) ветровых и гололедных (в т.ч. экстремальных) нагрузок согласно СП 20.13330 и СП 296.1325800 с учетом дополнительных площадей и оборудования, весовых нагрузок от дополнительных площадей и оборудования;
• вывод в текстовый файл экстремальных усилий по РСУ, комбинациям загружений, а также по максимальному фактору прочности при действии продольной силы и изгибающих моментов (по нормальным напряжениям) для стержневых элементов, входящих в группы конструктивных стальных элементов (могут быть использованы для расчета узлов).

Состав пакета плагинов РешК

• LoadsLatticeTowers

Автоматизирует приложение ветровых и гололедных нагрузок на элементы решетчатых конструкций, от дополнительных площадей (кабельные трассы, площадки и т.п.), от оборудования. Создает загружение с весовыми нагрузками от дополнительных площадей и оборудования. Предусмотрена возможность задания нагрузок как на решетчатые башни и пространственные фермы с формой контура поперечного сечения по таблице В.9 и расчетом аэродинамических коэффициентов с учетом затенения по формуле (В.7) СП 20.13330.2016, так и на башни произвольного очертания и любые решетчатые конструкции с расчетом нагрузки на каждый элемент по формуле (В.4) СП 20.13330.2016 и возможностью учета заданного пользователем коэффициента затенения. Относительно традиционных методов с использованием электронных таблиц существенно ускоряет трудоемкий процесс расчета и создания загружений с ветровыми и гололедными нагрузками, а также с весовой нагрузкой от оборудования.

Предоставляется отчет в Excel с трассировкой расчета нагрузок.

• ExtN

Предназначен для решения в программе SCAD++ задач вывода в текстовый файл усилий стержневых элементов входящих в группы конструктивных элементов по следующим критериям для всех или только выделенных элементов:

• по максимальному фактору прочности при действии продольной силы и изгибающих моментов (по нормальным напряжениям);
• экстремальных усилий по РСУ из всех сечений элементов;
• по экстремальным значениям N, My, Qz, Mz, Qy из всех сечений элементов по РСУ;
• экстремальных усилий по РСУ из крайних сечений элементов (необходим, например, для расчета узлов);
• по экстремальным значениям N, My, Qz, Mz, Qy из крайних сечений элементов по РСУ;
• экстремальных усилий по комбинациям из всех сечений элементов;
• по экстремальным значениям N, My, Qz, Mz, Qy из всех сечений элементов по комбинациям;
• экстремальных усилий по комбинациям из крайних сечений элементов (необходим, например, для расчета узлов);
• по экстремальным значениям N, My, Qz, Mz, Qy из крайних сечений элементов по комбинациям.

• OpenPluginsFolder

Открывает директорию плагинов постпроцессора для просмотра и изменения настроек плагина ExtN.

Гепард-А

Гепард-А – программа параметризованного моделирования, анализа и проектирования стальных строительных конструкций.

Объекты проектирования

• Конструкции из двутавров переменного сечения
• Конструкции с ригелями из ферм
• Типовые и произвольные рамы
• Типовые узлы
• Подкрановые балки

Отличительные особенности

• Модели формируются в терминах конструктивных элементов, сетка конечных элементов формируется автоматически.
• Все геометрические характеристики рам параметризированы, изменение параметров приводит к автоматическому перестроению геометрии и пересчету типовых нагрузок.
• Реализован алгоритм подбора оптимальных сечений рам из двутавров с переменной высотой стенки по методике инж. Катюшина В. В.
• Реализован расчет параметризованных узлов на усилия, автоматически получаемые из расчетной модели.

Ниже приведены минимальные и рекомендуемые требования к программному и аппаратному обеспечению для функционирования программ, входящих в пакет SCAD Office.

SCAD Office функционирует на компьютерах со следующими операционными системами: Windows 10.

Для инсталляции продукта требуется DVD-привод или подключение к Интернету для загрузки инсталляционного пакета.