SCAD. Пастернак

Назначение программы

Для однородного в плане многослойного основания, состоящего из конечного числа слоев, каждый из которых является линейно-деформируемым и постоянным по толщине, коэффициенты жесткости основания могут быть определены по методике, предложенной М.И.Горбуновым-Посадовым, В.З.Власовым и П.Л.Пастернаком.

Программа Пастернак предназначена для определения коэффициента постели C₁ (коэффициент сжатия) и C₂ (коэффициент сдвига) в соответствии с вышеуказанной методикой.

Элементы управления

Реализованные в программе принципы и элементы управления обеспечивают единообразие функций диалога. Программа использует известную технику работы с многостраничными окнами. Активизация страницы происходит при нажатии на ее закладку. Кроме того, в качестве элементов управления и способов доступа к информации используются:

• меню, которые раскрываются так же, как и меню любого приложения MS Windows, щелчком левой клавиши мыши;
• функциональные кнопки, «нажатие» которых (оно реализуется установкой курсора на кнопку и щелчком левой клавиши мыши) приводит к активизации определенных функций или режимов;
• маркеры различного вида, которые позволяют осуществить выбор из набора предлагаемых вариантов;
• поля ввода информации, с помощью которых задаются исходные данные для расчета. Исходными данными всегда являются числа. Если вводится нецелое число, то целая часть отделяется от дробной части точкой или другим разделителем. Разделители назначаются пользователем при настройке операционной системы (см. Settings (Установки) | Regional Settings (Языки и стандарты) | Number (Числа)). Кроме того, предусмотрена возможность ввода чисел в экспоненциальной форме, например: 1.56е-7;
• выпадающие и развернутые списки для выбора данных;
• таблицы — для ввода и отображения табличных данных.

Меню

Файл	Раздел Файл включает следующие команды: Новый — создание модели многослойного основания; Открыть – позволяет загрузить  ранее созданную модель; Сохранить – сохранение созданной модели в файле (с расширением .C2); Сохранить как … – сохранение модели под другим именем; Выход — завершение работы с программой.
Настройки	Из этого раздела вызывается диалоговое окно Настройки приложения, в котором выполняется настройка программы.
Сервис	Поскольку при работе с программой часто возникает необходимость выполнить некоторые дополнительные расчеты, то в разделе Сервис предусматривается возможность вызова стандартного калькулятора среды Windows (если он установлен в системе), а также калькуляторов для расчетов по формулам и преобразования единиц измерения.
Справка	Этот раздел меню содержит справочную информацию по управлению программой и описание основных функций программы, сведения о программе (номер версии и дата последней модификации), а также функцию, позволяющую проверить наличие новой версии.

Назначение параметров настройки

Окно Настройки приложения вызывается из меню Настройки.

Оно может быть вызвано в любой момент работы программы. С его помощью выполняется настройка общих параметров работы. Окно содержит закладки:

• Единицы измерения
• Отчет и языки
• Общие параметры
• Интерфейс

Каждой из закладок соответствует страница, которая обеспечивает выбор определенного вида параметров настройки.

Страница Единицы измерений определяет используемые единицы измерения величин. Она включает две группы данных. В первой задаются единицы измерения, применяемые для определения размеров конструкции, коэффициентов и т.д.

Для составных единиц (таких, как модуль деформации) предусмотрена возможность раздельного выбора единиц измерения составляющих (например, единиц измерения длины и силы). Для этого используется соответствующая кнопка

Вторая группа позволяет регулировать форму представления и точность задания данных. Специальные элементы управления используются для назначения форматов представления данных. Здесь задается количество значащих цифр при представлении данных в форме с десятичной точкой или в экспоненциальном представлении.

Точность представления данных (количество значащих цифр после запятой) назначается с помощью кнопок (уменьшить) и (увеличить), а установка экспоненциальной формы числа — кнопкой. Кроме того, в соответствующих окнах ввода можно определить, какое значение той или иной единицы следует интерпретировать как очень малое и при визуализации соответствующих данных показывать как 0, если значение по абсолютной величине меньше заданного.

Страница Отчет и языки дает возможность выбрать язык, на котором будут представлены все тексты в управляющих окнах и оформлен отчет.

Для работы с отчетным документом может быть выбран режим Просмотр/Редактирование или режим Печать.

В режиме Просмотр/Редактирование нажатие кнопки Отчет в любом рабочем окне позволяет просмотреть текст отчета на экране и отредактировать его. Для этого вызывается приложение, ассоциированное с форматом RTF файла (например, WordPad или MS Word). Естественно, что за исправления, внесенные в текст отчета (а могут быть исправлены и результаты расчета), ответственность несет пользователь. Существуют различия в формате RTF файлов, которые используются программами MS Word v.7, MS Word Pad, MS Word 97 (2000) и Open Office. В связи с этим в настройках предусмотрена возможность выбора формата в режиме Тип отчета (помимо формата RTF в программе предусмотрена возможность создания отчета в форматах DOC, PDF, HTML).

Выбор опции Печать в группе Отчет вызывает печать отчета в той форме, в которой он сформирован программой.

В строке Колонтитулы можно указать имя RTF-файла, из которого берутся колонтитулы для оформления страниц отчетного документа. Файл выбирается из стандартного списка нажатием кнопки .

Опция Размер бумаги — позволяет установить формат бумаги, на которой печатается отчет (размер выбирается из списка). Помимо этого, можно установить отступы и ориентацию листа при формировании отчетного документа.

На странице Общие параметры можно выставить маркер Скрыть окно, когда минимизировано, и тогда при минимизации окна программы оно исчезнет из панели задач, а в «tray»-область попадет икона. Из «tray»-области окно восстанавливается левой кнопкой мыши, правой – открывается контекстное меню.

Кроме того, на этой странице можно выставить маркер Проверять наличие обновлений программы при запуске. Если маркер установлен, то при каждом запуске программа будет проверять наличие новой версии на сайте компании, и при обнаружении нового релиза выдавать соответствующее сообщение.

На странице Интерфейс можно установить масштабы для различных элементов интерфейса пользователя:

• панелей управления и меню;
• диалоговых окон.

Возможности, которые предоставлены на этой странице, предназначены в первую очередь для настроек параметров при работе на HiDPI мониторах.

Настройки программы можно сохранить во внешнем файле, используя кнопку Сохранить, и в дальнейшем загрузить этот файл (кнопка Загрузить).

Управление программой

Окно программа представляет собой двухстраничное диалоговое окно. На первой странице находится таблица, в которой задается информация обо всех слоях грунта многослойного основания.

Перед вводом характеристик каждого слоя грунта необходимо нажать кнопку Добавить. При этом в таблице грунтов появится новая строка, в которой задается:

• наименование грунта;
• модуль деформации (E₀);
• коэффициент Пуассона (ν);
• толщина слоя грунта (h).

В последнем столбце следует назначить цвет, которым данный грунт будет изображаться при построении разреза.

На второй странице (Разрез) можно получить вертикальный разрез многослойного основания.

Податливость грунтового основания (и коэффициенты постели) выражаются через модуль деформации грунта, если нагрузка на основание действует длительное время и неупругая часть осадки грунта успевает реализоваться. При кратковременных динамических нагрузках податливость основания определяется модулем упругости грунта. В программе наименование соответствующей колонки (модуль деформации) не меняется и пользователь должен сам на основании типа нагрузки принять решение об использовании модуля упругости или модуля деформации.

Расчет

Результатом расчета являются два коэффициента постели C₁ (коэффициент сжатия) и C₂ (коэффициент сдвига). При расчете используются приведенные модули деформации. Поскольку эти модули могут иметь различные значения в зависимости от допущений, принимаемых в отношении боковых деформаций или напряжений, приведем реализованные в программе зависимости.

Для каждого слоя приведенный модуль деформации

модуль сдвига

Обозначим через

полную толщину многослойного основания, тогда

— соответственно приведенные модули деформации и сдвига на глубине z.

Сформировать отчет

После активизации этой операции формируется отчет с результатами расчета. Отчет представляет собой файл в формате RTF (Rich Text Format). После завершения формирования отчета автоматически вызывается приложение, с которым ассоциирован формат RTF (например, MS Word или WordPad). При использовании программы MS Word существенной является его версия (это связано с различиями в форматах данных). Версия установленной программы задается при назначении параметров настройки Пастернак

Литература

• Пастернак П.Л., Основы нового метода расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели. М.: Госстройиздат, 1954 — 56 с.
• Горбунов-Посадов М.И., Балки и плиты на на упругом основании, Машстройиздат, 1949. Власов В.З., Леонтьев Н.Н., Балки, плиты и оболочки на упругом основании, М. Физматгиз, 1960 — 491 с.
• Медников И.А., Коэффициенты постели линейно-деформируемого многослойного основания, Основания фундаменты и механика грунтов, 1967, №4.
• Шашкин К.Г., Использование упрощенных моделей основания для решения задач для решения задач совместного расчета основания и конструкций сооружения (http://www.georec.narod.ru/mag/1999n1/9.htm)