ST10/ST11 Изучение поведения конструкций при строительстве

ОПИСАНИЕ:

Образовательная система состоит из четырех типов компонентов. Выбор компонентов зависит от условий обучения и требований конкретного курса.

1 тип компонентов: Механизмы для построения конструкции
Это набор двухмерных компонентов для создания конструкций, которые затем будут анализироваться. В набор входит прозрачная задняя панель, на которой собирается конструкция. На панели расположены 32 позиции для закрепления компонентов в виде сетки с ячейками 80х80 мм. Кроме того, имеются соединения и отметки различных типов. Неподвижные отметки вставляются в специальные отверстия на доске.

Часть компонентов может быть поставлена с различной длиной. Такие компоненты изготавливаются из углеволокна. Они легко сгибаются в одном измерении, наглядно демонстрируя смещение конструкции.

Поставляются компоненты следующей длины: 1U, 2U, 3U, 4U, 4U+

Поставляемые опоры:

• Неподвижная жесткая опора
• Неподвижная шарнирная опора
• Простая подвижная опора
• Торцевая подвижная опора
• Горизонтальный подвижный анкер

Поставляемые соединения:

• Прямоугольные жесткие соединения
• Прямоугольные шарниры
• Встраиваемые шарниры

Прозрачная задняя панель крепится на дисплей с диагональю 32 дюйма. При этом на компьютере запускается ПО для отображения и визуализации (см. раздел 2).

Компоненты и соединения поставляются в комплекте с запирающимися ящиками, в которых для каждого компонента подготовлена удобная для хранения позиция. Для набора контрольно-измерительных приборов ST11 поставляется отдельный ящик.

2 тип компонентов: Программное обеспечение и механизмы для отображения и реализации

Набор таких программ имеет большей значение для осуществления идеи понимания работы строительных конструкций. В сочетании со специальными механизмами программы помогают наглядно представить конструкции, что способствует пониманию их работы.

Для заранее разработанных структур можно немедленно создать интерактивную модель, воспроизводящую эффект приложения нагрузки конструкции. Приложение нагрузки симулируется при помощи компьютерной мышки. Диаграммы, отображающие силу сдвига, моменты, смещение и реакцию, показаны графически, и изменяются вслед за изменениями нагрузки.

Масштаб отображения:

Для диаграмм смещения, момента и силы сдвига можно выбрать индивидуальный масштаб, обеспечивающий удобное отображение необходимых данных. Например, для смещений, которые имеют большое числовое значение, можно задать мелкий масштаб, а для моментов, которые имеют меньшее значение, - более крупный.

При одновременной работе с программой и механизмами диаграммы отображаются непосредственно за конструкцией и соотносятся с ней напрямую.

Знакомство с двумя новыми конструкциями:

• Консольная балка
• Балка с простой опорой

Это две элементарных конструкции, которые рассматриваются на начальном уровне обучения проектированию. На их примере учащиеся приобретают базовое понимание реакций, сдвигающих усилий и моментов

Функции ПО:

• Отображает конструкцию, расчет которой проводится в данный момент, что облегчает сборку
• Отображает конструкцию в виде диаграмм и визуализирует стандартное применение конструкции. Доказано, что такое средство обучения способствует быстрому овладению темой.
• Обеспечивает графическое отображение момента сгиба, сдвига, смещения и реакции в ответ на виртуальные нагрузки (см. выше)

3 тип компонентов: Комплект контрольно-измерительных приборов

Комплект контрольно-измерительных приборов состоит из различных сенсоров и приводов, которые используются для нагрузки и измерения характеристик строительных конструкций.

Доступные компоненты:

ST11-1 Трехкомпонентный датчик жесткой опоры
Датчик используется вместо неподвижной жесткой опоры вместе с компонентами, из которых собирается конструкция. Он измеряет как продольное смещение в точке соединения (по направлению балки, эквивалентна сжатию или давлению), так и перпендикулярное смещение в точке соединения и момент реакции.

ST11-2 Двухкомпонентный датчик шарнирной опоры
Датчик используется вместо неподвижной шарнирной опоры вместе с компонентами, из которых собирается конструкция. Он измеряет как продольное смещение в точке соединения (по направлению балки, эквивалентна сжатию или давлению), так и перпендикулярное смещение в точке соединения.

ST11-3 Датчик смещения
Измеряет смещение балки в точке расчетной сетки.

ST11-4 Простой датчик опоры
Используется вместо простой скользящей опоры, измеряет реакцию опоры.

ST11-5 Линейный привод 
Создает линейное смещение конструкции в любой точке расчетной сетки. Оснащен датчиком измерения силы (нагрузки), которая генерируется приводом для достижения заданного смещения.

ST11-6 Модуль обеспечения интерфейса 
Обеспечивает связь между датчиками и компьютером. Для этого используется стандартный интерфейс USB2. Кроме того, в комплект модуля входят универсальный блок питания и соединительные кабели.

Датчики и приводы последовательно подключаются друг к другу и к модулю интерфейса при помощи соединения цепочкой. Устройства могут занимать любое место на цепочке. В одну систему может входить несколько компонентов одного и того же типа. При необходимости пользователь может докупить и встроить в систему дополнительные датчики и приводы.

4 тип компонентов: Программное обеспечение для анализа

Компания Armfield поставляет модели ПО для всех стандартных конструкций. Анализ таких конструкций можно провести в бесплатной демоверсии пакета профессиональных программ для моделирования. Демонстрационная версия пакета программ также поставляется Armfield.

Для более опытных пользователей доступен анализ моделей и конструкций, которые они создадут сами с использованием ПО или компонентов, предоставленных компанией Armfield. Программное обеспечение позволяет провести анализ с учетом любого материала балки, размера, толщины, прочности и т. д.

Кроме того, к учебнику «Анализ строительных конструкций», который входит в комплект поставки, прилагается еще один пакет программ для анализа (Интерфейс QSE Space/Plane).

ОБЪЕМ ПОСТАВКИ:

Система делится на модули, сочетание которых открывает перед пользователями большое количество возможностей. Чтобы облегчить процесс выбора при покупке, компоненты объединены в несколько наборов, соответствующих различным уровням пользовательских требований.

система ST10 "Понимание работы строительных конструкций"

Компоненты:
• Задняя панель
• Набор балок, основ и соединений для построения как указанных выше, так и других конструкций
• Дисплей 32 дюйма с высоким разрешением, интерфейс HDMI
• Программное обеспечение для отображения и визуализации
• Двухмерные модели RISA 2D
• Книга «Анализ строительных конструкций» д-ра Дэвида Брона – с демо-версией ПО для QSE-анализа
• Средства для хранения всех компонентов

ST11 "Комплект контрольно-измерительных приборов (используется вместе с ST10)"

Компоненты:
• Датчик смещения
• Линейный привод 
• Трехкомпонентный датчик жесткой опоры 
• Двухкомпонентный датчик шарнирной опоры 
• Простой датчик опоры
• Устройство обеспечения интерфейса, блок питания и соединительные кабели 
• Программное обеспечение для контроля и измерения входит в комплект поставки ST10

Примечание: Позднее к этой системе могут быть подключены другие датчики и приводы.