APM Civil Engineering — CAD/CAE система автоматизированного проектирования строительных объектов гражданского и промышленного назначения. Эта система в полном объеме учитывает требования государственных стандартов и строительных норм и правил, относящиеся как к оформлению конструкторской документации, так и к расчетным алгоритмам.

Следует отметить тот факт, что этот программный продукт является результатом огромной работы программистов, математиков и инженеров-строителей, которые уже 20 лет работают над реализацией универсальных методов инженерного анализа на основе метода конечных элементов. Работа над созданием инструментов CAE-анализа — это работа комплексная, которая включает: средства подготовки исходных параметров, совершенные и современные расчетные алгоритмы и программы, широкие возможности визуализации результатов вычислений. Учитывая это, разработчики создали простой и удобный инструмент, адресованный проектировщикам во всех без исключения областях строительного проектирования.

APM Civil Engineering обладает широкими функциональными возможностями для создания моделей конструкций, выполнения необходимых расчетов и визуализации полученных результатов. Использование этих возможностей позволит сократить сроки проектирования и снизить материалоемкость строительного объекта, а также уменьшить стоимость проектных работ и строительства в целом.

Имеющиеся в системе APM Civil Engineering расчетные и графические инструменты позволяют решать обширный круг задач:

проектировать металлические конструкции любых типов при различных видах нагружения и закрепления с возможностью автоматического подбора поперечных сечений (проверка несущей способности по СНиП) и генерацией чертежей типовых узлов металлоконструкций;
выполнять весь комплекс необходимых расчетов железобетонных конструкций с автоматическим подбором параметров арматуры по предельным состояниям первой и второй групп в соответствии с СП;
проектировать деревянные конструкции, включая подбор металлических зубчатых пластин и нагелей в местах соединения брусьев, а также получать схемы распиловки на все элементы конструкции;
выполнять расчет одиночных, ленточных и сплошных железобетонных фундаментов;
определять параметры болтовых и сварных соединений;
создавать конструкторскую документацию;
использовать при проектировании поставляемые базы данных стандартных деталей и элементов строительных конструкций, материалов и сечений, а также создавать свои собственные базы под конкретные задачи;
создавать базы данных проектов, включающие конструкторские документы, расчетные модели, чертежи и т.д.

CAD/CAE система APM Civil Engineering включает:

интегрированную чертежно-графическую среду;
базу данных и систему управления базой данных ;
расчетное ядро – модуль конечно-элементного анализа ;
модуль расчета болтовых, сварных и заклепочных соединений ;
инструменты автоматической генерации конечных элементов с постоянным и адаптивными шагами, с возможностью интерактивного изменения параметров разбиения;
средства импорта геометрии модели конструкции из сторонних графических редакторов с использованием форматов STEP и DXF.

При проектировании и расчете металлических конструкций с использованием APM Civil Engineering можно:

полностью либо частично подготовить геометрическую модель металлоконструкции, используя при этом библиотеки наиболее распространенных типовых схем;
выполнить проверку несущей способности и автоматически подобрать оптимальное поперечное сечение стержневого элемента (по критериям прочности и устойчивости, а также в соответствии с требованиями СНиП II-23-81*) из библиотеки стандартных сечений либо из библиотеки, подготовленной пользователем;
автоматически получить чертежи стандартных узлов соединений металлоконструкций;
провести расчет сварных швов узловых элементов, а также расчет групповых болтовых соединений;
подготовить проекционные чертежи модели конструкции в целом и отдельных ее деталей;
получить таблицу расхода (по материалу и профилям) по элементам металлоконструкции.

При проектировании железобетонных конструкций, используя инструменты APM Civil Engineering, можно:

представить модели строительных железобетонные конструкции в виде комбинации элементов колонн, ригелей, балок, перекрытий, плит и оболочек;
вычислить расчетные сочетания усилий (РСУ);
выполнить подбор армирования железобетонных элементов (прямоугольных, тавровых, двутавровых, круглых и кольцевых) согласно нормам СП 52-101-2003 по первой и второй группам предельных состояний для наиболее опасной комбинации внутренних силовых факторов, приложенных к элементу конструкции;
провести проектировочный и проверочный расчет железобетонных элементов;
получить удобную форму представления результатов расчета, в том числе реальную картину размещения арматуры в объеме железобетонного элемента.

APM Civil Engineering при расчете каменных и армокаменных конструкций позволяет:

проектировать малоэтажные строительные конструкции, коттеджные строения, стены каркасных зданий и сооружений, перегородки строительных объектов, колонны т. п.;
использовать такие материалы, как керамический и силикатный кирпич, бетонные блоки, природные камни правильной геометрической формы, бетонные камни и т. д.;
вести расчеты в соответствии со СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции».

Спецификой расчета деревянных конструкций в APM Civil Engineering является то, что:

при проектировании строительных объектов, изготовленных из дерева, можно пользоваться имеющимися в APM Civil Engineering наиболее распространенными типовыми схемами;
расчет на прочность элементов деревянных конструкций выполняется методом конечных элементов и с учетом требований СТО 36554501-002-2006 (Стандарт ЦНИИСК);
имеется возможность автоматизированного подбора металлических зубчатых пластин согласно ТУ 5369-026-02495282-97, а также нагельных соединений;
предусмотрен вывод на печать чертежей всех элементов деревянной конструкции с параметрами распиловки.

С помощью APM Civil Engineering можно провести комплексный расчет зданий и сооружений на упругом основании. Для моделирования упругого основания разработаны инструменты, обеспечивающие:

задание характеристик инженерно-геологических элементов;
задание скважин;
построение карт напластования.

В APM Civil Engineering возможно задание и выполнение расчета следующих основных типов фундаментов: столбчатых, ленточных, сплошных и свайных. Расчеты фундаментов выполняются согласно СП 50-101-2004 и СП 50-102-2003, а также методами механики грунтов на базе конечно-элементного анализа. Характеристики грунтов при этом могут описываться линейными и нелинейными функциями.

В результате расчета определяются: расчетное сопротивление грунта, размеры условного фундамента, глубина продавливания, коэффициенты постели, жесткости упругого основания, осадки и крены фундаментов и другие характеристики. Инженерные решения по расчету фундаментов дополнены методами численного моделирования в линейной и нелинейной постановке, включая инструменты задания карт напластования и генерации конечно-элементной сетки.

В основе расчета всех без исключения строительных объектов лежит решатель конечно-элементного анализа, является базовым расчетным ядром системы APM Civil Engineering.

В качестве универсального метода решения задач прочности используется метод конечных элементов и его различные модификации. Реализация этого метода крайне сложна, и выполняется универсальным процессором, который позволяет выполнить:

Линейные решения

Расчет напряженно-деформированного состояния (статический расчет).
Расчет критических сил и форм потери устойчивости (определение критических сил для любой из рассчитанных форм).
Расчет температурных полей для стационарных и нестационарных режимов теплопередачи и теплообмена тепловыделением, конвекцией, лучистым теплообменом с учётом видимости и затенения поверхностей.
Расчет термоупругости при механическом и температурном воздействиях в статическом и нестатическом состояниях.
Нелинейные решения в области малых и больших деформаций
Расчет напряженно-деформированного состояния с учетом геометрической и физической нелинейности.
Расчет напряженно-деформированного состояния для случая контактного взаимодействия деталей.

Динамический анализ

Определение частот и форм собственных колебаний в заданных пределах, в том числе и с предварительным напряжением.
Расчет вынужденных колебаний – определение поведения системы при заданных законах изменения вынуждающих силовых факторов от времени с анимацией колебательного процесса.
Расчет усталостной прочности.
Расчет на вибрацию оснований.
Расчет при сейсмическом воздействии.

Для выполнения всего комплекса расчетов можно использовать различные типы конечных элементов, моделей материалов конструктивных элементов, нагрузок и воздействий, граничных условий и т.п.

Типы конечных элементов

Стержневые произвольных поперечных сечений.
Гибкие элементы: канаты, тросовые и подобные им элементы односторонней и двусторонней жесткости.
Пластинчатые и оболочечные: треугольные и четырехугольные;
Твердотельные изопараметрические трехмерные первого порядка: 4-х узловые и 8-ми узловые;
Твердотельные изопапаметрические трехмерные высших порядков: 10-ти узловые и 20-ти узловые.
Трубчатые.
Специальные элементы (cосредоточенные массы, сосредоточенные моменты инерции, элементы абсолютной жесткости).

Типы материалов

Изотропные
Анизотропные
Ортотропные
Многослойные
Композиционные

Типы конструктивных элементов

Линейные: стержни, балки, рамы, фермы, нити
Тонкостенные плоские и пространственные: пластины и оболочки
Твердотельные: детали и сборки
Произвольная комбинация из набора конструктивных элементов

Нагрузки и воздействия

Сосредоточенные силы и моменты (постоянные и произвольно переменные во времени).
Распределенные нагрузки по длине площади и объему(постоянные и произвольно переменные во времени).
Нагрузки, заданные линейным и/ или угловым перемещением (постоянные и произвольно переменные во времени).
Снеговые, ветровые, сейсмические по СНиП, с учетом распределенных и сосредоточенных масс, линейных и вращательных степеней свободы.
Давление гидростатического типа.
Давление контактного типа.
Расчетные сочетания усилий (РСУ).
Центробежные (заданные линейным и/или угловым ускорением).
Гравитационные.
Температурные градиенты.
Параметры теплообмена и излучения.

Типы граничных условий

1) при решении задач механики:

Абсолютно жесткие опоры и опоры с освобожденными связям.
Упругие опоры с двунаправленными связями.
Упругие опоры с односторонними связями.
Закрепленные конструктивные элементы, частично освобожденные от связей.
Контактные элементы;
Эксцентрично заданные элементы крепления.

2) при решении теплофизических задач необходимо:

Задание температурных значений.
Учет тепловыделения: линейного, в объеме, по поверхности и в узловой точке.
Учет конвективного теплообмена на поверхности, по линии и в узловой точке.
Учет лучистого теплообмена между поверхностями с учетом видимости и затемнения.

Результатами расчетов являются:

Распределение эквивалентных напряжений и их составляющих, а также главных напряжений, как на внешней поверхности, так и в произвольном плоском сечении.
Распределение линейных, угловых и суммарных перемещений, как на внешней поверхности, так и в произвольном плоском сечении.
Распределение деформаций по элементам конструкций.
Карты распределения и эпюры внутренних силовых факторов (сил, моментов и их составляющих).
Распределение усилий в контактной зоне.
Коэффициент запаса устойчивости и формы потери устойчивости.
Распределение коэффициентов запаса и числа циклов по критерию усталостной прочности.
Распределение коэффициентов запаса по текучести и прочности по различным теориям прочности.
Распределение температурных полей и термонапряжений.
Координаты центра тяжести, объем, длина, площади поверхности и моменты инерции модели, а также моменты инерции, статические моменты и площади поперечных сечений конструктивных элементов.
Реакции в опорах и суммарные реакции, приведенные к центру тяжести модели конструкции.
Анимационное представление полученных результатов.
Карты накопленной в единице объема внутренней энергии деформаций.

Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»