Интегрированная система SCAD Office представляет собой набор программ, предназначенных для выполнения прочностных расчетов и проектирования различного вида строительных конструкций. В состав системы входят программы, ориентированные на решение таких задач как прочностной расчет конструкций, проверка элементов несущих конструкций из различных материалов на соответствие нормативным документам, формирование и расчет геометрических характеристик сечений, проектирования элементов стальных и железобетонных конструкций и т.п. Всего в состав системы входит более двадцати пяти программ, многие из которых информационно связаны между собой, что позволяет решать целый ряд задач проектирования в комплексе.

Режим «Монтаж»

В настоящее время выходит новая версия системы 11.3, в которой реализован ряд новых возможностей. В первую очередь это режим «Монтаж», или моделирование процесса возведения сооружения.

Процесс фактического создания сложной конструкции в общем случае является многоэтапным и тесно увязан с последовательностью выполняемых отдельных операций. При этом в том или ином порядке могут выполняться работы по установке и удалению некоторых элементов системы, установке или удалению балластных грузов, регулированию длин тех или иных элементов, изменению состояния некоторых связей и т.п. В вычислительном комплексе SCAD предусмотрена возможность задания исходных данных, т.е. описания процесса монтажа в режиме графического диалога. При этом, допускается использование в качестве подосновы для моделирования очередности возведения как независимо сформированной расчетной схемы, так и создание схемы непосредственно в режиме «Монтаж». Процесс описания монтажа включает следующие основные операции:

• назначение очередной стадии монтажа;
• назначение элементов, добавляемых на текущей стадии;
• назначение элементов, удаляемых на текущей стадии;
• формирование списка загружений и групп нагрузок, действующих на текущей стадии.

Кроме того, в программе предусмотрена возможность назначения на каждой стадии дополнительных или удаления ранее назначенных связей, задания новых коэффициентов постели, использования на различных стадиях инструмента объединения перемещений.

Кроме меняющегося состава конструкции и переменных способов ее раскрепления (т.е. меняющейся от стадии к стадии структуры системы), на показатели напряженно-деформированного состояния могут оказывать влияние и другие переменные параметры задачи. К ним можно, например, отнести изменяющиеся во времени прочностные и жесткостные показатели свежеуложенного бетона. Несмотря на то что такие параметры меняются непрерывно, это изменение можно привязать к стадиям монтажа и приближенно считать дискретным. В связи с этим на каждой стадии монтажа может быть задан коэффициент к начальному модулю упругости, который может быть отнесен к определенным элементам модели. Например, для колонн и перекрытий этот коэффициент может задаваться разным.

При инициализации очередной стадии монтажа можно «заказать» расчет с учетом деформированной схемы. Это означает, что узлы элементов, примыкающие к уже смонтированной части конструкции, получают координаты с учетом деформаций, а другие узлы — проектные координаты.

Нагрузки, действующие на конструкцию в процессе монтажа, делятся на два типа: накапливаемые и независимые. К первому типу относятся нагрузки, которые действуют на каждом этапе монтажа на определенную часть конструкции и учитываются в расчетных сочетаниях усилий (РСУ) как постоянная нагрузка от одного загружения. Такое загружение может быть:

• частью суммарной нагрузки, остающейся навсегда в системе (например, собственный вес  конструкций, смонтированных на r-й стадии);
• нагрузкой, приложенной в рамках r-й стадии монтажа, и удаляемой на некоторой (r+i)-й последующей  стадии (например, балластные нагрузки).

В качестве накапливаемой нагрузки могут использоваться и группы нагрузок. При этом на каждой стадии монтажа конкретная группа может иметь разный коэффициент к исходному значению заданных в ней нагрузок. Это позволяет моделировать, например, расход материалов по мере возведения сооружения в местах их складирования на конструкции (коэффициент будет уменьшаться от стадии к стадии) или пополнение расходных материалов (коэффициент будет увеличиваться).

И загружения, и группы нагрузок могут задаваться как отдельно для каждой стадии, так и на все результирующую конструкцию целиком. При этом в процессе расчета на каждой стадии монтажа будут учтены только те нагрузки, которые относятся к узлам и элементам, присутствующим в схеме на этой стадии.

Независимые загружения могут действовать как на результирующую конструкцию, так и на различных стадиях монтажа. Они являются самостоятельными, могут иметь любой тип, а напряженно-деформированное состояние конструкции, создаваемое ими, относится только к той стадии, где они проявляются. В качестве таких нагрузок могут выступать ветровые загружения, сейсмика и т.п. С их помощью организуются проверки прочности частично собранной системы.

Полезные нагрузки, действующие на все сооружение целиком, задаются на последней стадии монтажа, которая рассматривается как окончательный расчет готового объекта.

Список загружений, на основе которых выбираются РСУ, формируется автоматически. При этом загружения разных стадий монтажа автоматически объявляются взаимоисключающими. Логику взаимодействия всех загружений для каждой стадии монтажа задает пользователь. Накапливаемое (базовое) загружение всегда имеет статус «постоянного», а для всех остальных загружений учитывается только та их часть, на которую было изменено базовое загружение.

Анализ результатов выполняется по тем же правилам, что и при традиционном расчете конструкций. При выборе загружения, для которого выполняется визуализация результатов, программа автоматически определяет стадию монтажа, к которой принадлежит загружение, и показывает только часть схемы, относящуюся к анализируемой стадии. Подбор арматуры в элементах железобетонных конструкций и проверка и подбор сечений в элементах стальных конструкций выполняется на основе РСУ для полной расчетной модели.

При необходимости любая из стадий монтажа может быть выделена в отдельный проект и представлена как самостоятельная расчетная схема.