Structure CAD (SCAD) — основа вычислительного комплекса SCAD Office, в которой реализована система прочностного анализа и проектирования конструкций на основе метода конечных элементов и позволяет определить напряженно-деформированное состояние конструкций от статических и динамических воздействий, а также выполнить ряд функций проектирования элементов конструкций.

(рис. 1)

Единая графическая среда синтеза расчетной схемы и анализа результатов обеспечивает неограниченные возможности моделирования расчетных схем от самых простых до самых сложных конструкций, удовлетворяя потребностям опытных профессионалов и оставаясь при этом доступной для начинающих.

Высокопроизводительный процессор позволяет решать задачи большой размерности (несколько миллионов степеней свободы) в линейной и геометрически нелинейной постановке. Комплекс реализован в 32-х и 64-х разрядной средах с использованием технологии MDI (Multiple Document Interface).

(рис. 2)

Развитая библиотека конечных элементов для моделирования стержневых, пластинчатых, твердотельных и комбинированных конструкций. Модули анализа устойчивости, формирования расчетных сочетаний усилий, проверки напряженного состояния элементов конструкций по различным теориям прочности, определения усилий взаимодействия фрагмента с остальной конструкцией, вычисления усилий и перемещений от комбинаций загружений, построения амплитудно-частотных характеристик. В системе реализован режим вариации моделей для совместного анализа нескольких вариантов расчетной схемы и возможность определения напряженно-деформированного состояния конструкции с учетом очередности возведения сооружения (монтаж).

Виды проводимых расчётов в SCAD:

• Статический расчет
1. Линейная статика
2. Расчет нагрузок от фрагмента схемы
3. Определение главных и приведенных напряжений
4. Напряженно-деформированное состояние от комбинаций нагружений
5. Определение расчетных сочетаний внутренних усилий (РСУ)
6. Оценка влияния изменчивости параметров расчетных моделей (вариация моделей)
7. Геометрическая нелинейность
8. Конструктивная нелинейность (односторонние связи)
9. Учет генетической нелинейности (монтаж)
10. Расчет на прогрессирующее разрушение
• Устойчивость равновесия
• Динамический расчет
• Модальный анализ
1. Расчет на удар и на действие импульса
2. Расчет на гармоническое возбуждение и пусковой резонанс
3. Расчет на сейсмику по спектральной теории
4. Определение поэтажных спектров ответа
5. Определение амплитудно-частотной характеристики
6. Редактирование акселерограмм
7. Расчет на ветровые пульсации
8. Прямой динамический анализ

Проектирование

Модули подбора арматуры в элементах железобетонных конструкций (СНиП 2.03.01–84*, СНиП 52–01–2003, СП 63.13330.2012), а также проверки и подбора сечений элементов стальных конструкций (СНиП 11–23–81*).

Графические средства формирования расчетных схем включают набор параметрических прототипов конструкций, позволяют автоматически сгенерировать сетку конечных элементов на плоскости, задать описания физико-механических свойств материалов, условий опирания и примыкания, а также нагрузок.

Связь с другими САПР

Предусмотрена возможность сборки расчетных моделей из различных схем, а также широкий выбор средств графического контроля всех характеристик схемы. Для связи с САПР от сторонних разработчиков реализован импорт геометрии расчетных схем из систем ALLPLAN, ArchiCAD, HyperSteel, RealSteel, StruCAD, AutoCAD, 3ds Max, Маэстро, Revit Structure и др.

(рис. 3)

Результаты расчета могут экспортироваться в редактор MS Word или электронные таблицы MS Excel, а также выводятся в виде деформированной схемы и схемы прогибов, 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. Усилия в стержневых элементах представляются в виде эпюр, 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. Графическое представление результатов работы постпроцессора подбора арматуры в элементах железобетонных конструкций в виде эпюр для стержневых и изополей или изолиний распределения арматуры для пластинчатых элементов. Возможность локализации результатов расчета в заданном диапазоне значений перемещений и силовых факторов.

Справочная информация

Программа снабжена подробной справочной информацией, которая включает описание пользовательского интерфейса и правил работы с программой.

Список нормативных документов

Соответствие СНиП подтверждено сертификатом Госстроя России и Федеральным надзором России по ядерной и радиационной безопасности:

• СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия;
• СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*;
• СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции;
• СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции;
• СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003;
• СП 52-103-2007 Железобетонные монолитные конструкции зданий;
• СНиП II-23-81* Стальные конструкции;
• СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*;
• СП 53-102-2004 Общие правила проектирования стальных конструкций;
• СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений;
• СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*);
• СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85;
• СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов;
• СНиП II-7-81 Строительство в сейсмических районах;
• СП 14.13330.2011 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*;
• СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах СНиП II-7-81* (актуализированного СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах (СП 14.13330.2011));
• СНиП II-25-80 Деревянные конструкции;
• СП 64.13330.2011 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80;
• СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений;
• ГОСТ Р ИСО 9127-94 Системы обработки информации. Документация пользователя и информация на упаковке для потребительских программных пакетов;
• ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000 Информационная технология. Пакеты программ. Требования к качеству и тестирование;

Программа АРБАТ предназначена для подбора и проверки существующей арматуры в элементах железобетонных конструкций (неразрезные балки и колонны), а также для вычисления прогибов в железобетонных балках согласно требованиям СНиП 2.03.01-84* или СП 52-101-03. Расчет выполняется по предельным состояниям первой и второй группы для расчетных сочетаний усилий (РСУ), выбираемых автоматически в зависимости от заданных нагрузок в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Программа ВеСТ предназначена для выполнения расчетов, связанных с определением нагрузок и воздействий на строительные конструкции в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» и ДБН Украины В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» с учетом изменения № 1 от 1 октября 2007. В программе реализованы лишь наиболее часто встречающиеся случаи нагружения, а также те случаи, для которых выполнение требований СНиП связано с достаточно сложной логикой и которые, как свидетельствует опыт, наиболее часто приводят к ошибкам.

Программа предназначена для выполнения расчетов и проверок элементов деревянных конструкций на соответствие требованиям СНиП II-25-80. Кроме того, в программе предусмотрена возможность получения справочных данных, наиболее часто используемых при проектировании деревянных конструкций. Реализованные в программе расчетные и информационные режимы объединены в две группы - «Информация» и «Расчет».

Программа предназначена для выполнения расчетов и проверок элементов оснований и фундаментов на соответствие требованиям СНиП 2.02.01-83*, СП 50-101-2004, СНиП 2.02.03-85 и СП 50-102-2003. Кроме того, в программе предусмотрена возможность получения справочных данных, наиболее часто используемых при проектировании оснований и фундаментов. Реализованные в программе расчетные и информационные функции объединены в группы по следующим разделам: «Фундаменты», «Сваи», «Полевые испытания свай», «Информация».

Программа предназначена для проверок несущей способности конструктивных элементов каменных и армокаменных конструкций в соответствии с требованиями СНиП II-22-81 и документов, выпущенных в развитие и дополнение этих норм.

Программа предсталяет собой электронный справочник для определения коэффициентов концентрации напряжений.

Программа КОМЕТА-2 предназначена для экспертизы принятых проектных решений и проектирования наиболее распространенных типов узлов стержневых металлических конструкций зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве. Программа включает информационные режимы, выполняющие справочные и вспомогательные операции, и расчетные режимы, реализующие экспертизу и проектирование узлов.

Программа КОМЕТА предназначена для расчета и проектирования узлов стальных конструкций зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве. В программе реализован подход, в котором при проектировании используется набор параметризованных конструктивных решений узлов (прототипов). В процессе проектирования параметры прототипов изменяются в зависимости от заданных условий применения (усилий, материала и т.п.) и установленных норм проектирования.

Конструктор сечений предназначен для формирования произвольных составных сечений из стальных прокатных профилей и листов, а также расчета их геометрических характеристик, необходимых для выполнения расчета конструкций.

Программа Консул предназначена для формирования сечений, а также расчета их геометрических характеристик, исходя из теории сплошных стержней.

Программа КРИСТАЛЛ предназначена для выполнения проверок элементов и соединений стальных конструкций на соответствие требованиям СНиП II-23-81* «Стальные конструкции. Нормы проектирования». Кроме того, при создании программы использовались связанные со СНиП II-23-81* государственные стандарты, «Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*) / ЦНИИСК им. Кучеренко»  и некоторые методологические положения подготовленных, но еще не введенных в действие проектов новых норм СНиП 53-1-96 «Стальные конструкции. Нормы проектирования». и «Общие правила проектирования элементов стальных конструкций и соединений (СП 53-101-96)».

Программа КРОСС предназначена для определения коэффициентов постели для расчета фундаментных конструкций на упругом винклеровском основании на основе моделирования работы многослойного грунтового массива. Геологическая структура грунтового массива предполагается произвольной и восстанавливается по данным инженерно-геологических изысканий.

Программа-справочник КУСТ разработана фирмой SCAD Soft и входит в систему SCAD Office. Она предназначена для решения определенного класса задач механики, для которых в литературе приведены аналитические или достаточно точные приближенные решения. Несмотря на то, что большинство этих задач могут быть решены с помощью программы SCAD, использование программы КУСТ позволяет получить решение без построения расчетных схем. Кроме того, часть результатов может быть использована для задания данных при построении конечно-элементных моделей (например, коэффициенты расчетной длины, оценки собственных частот и т.п.).

Программа Монолит предназначена для проектирования железобетонных монолитных ребристых перекрытий, образованных системой плит и балок, опирающихся на колонны и(или) стены. Система разработана в соответствии с требованиями действующих норм (СНиП 2.03.01-84*. "Бетонные и железобетонные конструкции", ГОСТ 21.501 - 93 (ДСТУ Б А.2.4-7-95). Система проектной документации для строительства. "Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей", ГОСТ 21.101 - 97 (ДСТУ Б А.2.4-4-99). Система проектной документации для строительства. "Основные требования к проектной и рабочей документации").

Программа предназначена для определения коэффициента запаса устойчивости откосов и склонов. В качестве механизма потери устойчивости принимается механизм скольжения оползающего массива относительно неподвижной части откоса. Сопротивление сдвигу по поверхности скольжения рассчитывается для статических условий. Вдоль всей поверхности выдерживается критерий разрушения грунта, принимаемый в виде закона Кулона.

Программа Сезам предназначена для поиска сечения типа коробка, двутавр или швеллер, наиболее близко аппроксимирующего заданное пользователем произвольное сечение по геометрическим характеристикам. Исходное сечение может быть задано как файл, полученный в результате работы программ Консул,Тонус и Конструктор сечений, набором геометрических характеристик или как составное сечение из предлагаемого в программе набора прототипов (например, два швеллера, два двутавра, и т.д.).

Программа Тонус предназначена для формирования сечений, а также расчета их геометрических характеристик, исходя из теории тонкостенных стержней.

Форум – это препроцессор, используемый для формирования укрупненных моделей и при импорте данных из архитектурных систем. В препроцессоре Форум для формирования модели используются объекты, максимально приближенные по назначению и наименованию к функциональным составным частям реального объекта (колонны, балки, перекрытия, стены, крыши). Переход от укрупненной модели к расчетной модели комплекса SCAD выполняется путем автоматического или управляемого пользователем преобразования объектов в наборы конечных элементов.