SCAD++

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 расчёт по шестикомпонентным акселерограммам), пульсация ветра, гармонические колебания, импульс, удар, а также прямое интегрирование уравнений движения с учётом 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++.

Демоверсия SCAD Office ничем не отличается от коммерческой, но без ключа защиты работает с ограничениями, например, в SCAD++ не более 100 узлов или элементов, более подробно об ограничениях деморежима можно узнать по ссылке.

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