Строительные лаги  Справочник 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

(рис. 7.2 б) А - В, жестко связанного со стержнем колонны.

Вместо вставок кс, kd, kb, ка можно применить абсолютно жесткое тело kabcd, обеспечив кинематическую связь между его узлами*.

Такое решение с одной стороны, решает проблему учета «тела» колонны, т.е. «срезки» пика моментов, возникаюш,его при моделировании опирания на колонну как на точечную опору. С другой стороны, обеспечивает восприятие колонной крутящих деформаций. В большинстве же случаев, когда имеется по крайней мере хотя бы две колонны, этого не требуется, т.к. в этом случае крутящий момент от деформаций в плоскости плиты будет восприниматься парами поперечных сил в колоннах, а крутящие моменты в этих случаях будут пренебрежимо малы и, их наличие просто можно не учитывать (эффект пренебрежения моментами в законструированных жестких узлах ферм, когда в расчет бьши введены шарнирные узлы).

Аналогичный эффект наблюдается при моделировании диафрагм конечными элементами плоского напряженного состояния, которые не сопротивляются деформациям ортогональным плоскости элементов, хотя на самом деле плиты перекрытий, как правило, жестко связаны с диафрагмами и в последних возникают изгибающие моменты.

Опирание плиты на стену (диафрагму)

В этом случае необходимо иметь ввиду, что вдоль верхнего канта диафрагмы имеет место нестыковка базисных функций КЭ плиты (балочные функции) с базисными функциями КЭ плоского напряженного состояния, моделирующими работу диафрагмы (полилинейные функции - см. рис. 7.2 в), такие нестыковки не являются препятствием для адекватности расчетной схемы, так как при сгущении сетки параметры НДС плиты и диафрагмы будут приближаться к точному решению (конечно, при использовании «правильных» конечных элементов), а совместность работы плиты и диафрагмы будут обеспечиваться одинаковыми линейными перемещениями в узлах стыковки.

Такого типа несоответствия могут достаточно часто встречаться при составлении конечно-элементных моделей (опирания диафрагм на фундаментную плиту, стыковка законтурных конечных элементов грунтового основания с конечными элементами, находящимися в пределах контура фундаментной плиты и мн. др.). Вместе с тем, как указывалось выше, эти несоответствия не являются препятствием для построения конечно-элементных схем.

* В ПК ЛИРА такого типа жесткие тела вводятся в автоматизированном режиме. Вводимые жесткие тела могут моделировать «тело» колонны любой конфигурации (крестовое, уголковое, тавровое и др.)

Стержень (ригель, балка)

оалка - стенка

С1ерже!!ь продлевается до узла В

abed - контур тела колонны

кс, kd, kb, ка - абсолютно жесткие вставки

диафрагма

базисная "балочная" функция КЭ iiJHTii.i. соотвс гсгвующая вертикальному перемешснпю узла В

базисная "линейная" функция

К) диафрагмы (плоское

ианряже[И!ое состоя1П1е). соо!вечствую1цее

вертикальному неремеодению уз;га В

Рис. 7.3

7.6 Краткий обзор современных программных комплексов

В настоящее время существует более сотни программных комплексов, в той или иной степени ориентированных на расчет конструкций. Всех их объединяет реализация МКЭ в перемещениях. Это говорит о том, что ещё не найдена действенная альтернатива МКЭ в перемещениях, хотя этот подход имеет много недостатков (не учитываются граничные условия, отражающие значения усилий и напряжений на границе; сходимость по напряжениям значительно ниже чем по перемещениям, даже в случае если исследователя интересуют параметры НДС в локальной зоне, всё равно необходимо рассматривать конечно-элементную модель всей конструкции и др.) и эйфория характерная для первых этапов развития МКЭ уже давно прошла. Краткие сведения о программных комплексах представлены в табл. 7.2. Информация для этой таблицы в основном взята из Интернет, поэтому в таблице имеется графа, где указаны сайты представленных программньк комплексов, на основе которых читатель может самостоятельно получить исчерпывающую информацию о комплексе, который его заинтересовал.

При отборе программных комплексов для сравнения прежде всего авторы руководствовались его ориентацией на строительную область и на возможность массового применения. С одной стороны это объясняется направленностью материала книги, с другой стороны тем, что среди большого количества представленных в Интернет программных комплексов реализующих метод конечных элементов в перемещениях, имеется много разработок, выполненных небольшими группами исследователей (в основном это разработки многочисленных лабораторий американских университетов) и ориентированных на решение узкой научной проблемы, например, проблемы магнитостатики или электромагнетизма переменного тока и т.п.

Поэтому авторы стремились представить в таблице только те комплексы, которые могут представлять интерес для специалиста, профессионала деятельность которого лежит в области расчета и проектирования строительных конструкций.

Этим объясняется состав граф таблицы, которые кроме наименования программного комплекса и адреса сайта, содержат следующую информацию:

® «Полнота библиотеки конечных элементов» - для универсального программного комплекса очень важно, чтобы класс решаемых задач (стержневые системы, комбинированные системы, солид тела) был достаточно представительным.

* «Суперэлементы» - реализация суперэлементного подхода в настоящее время имеет большое значение, в связи с тем, что, как правило, для современных объектов строительства (большепролётные покрытия, высотные здания и т.п.) используется большеразмерная конечно-элементная модель. Так как практически во всех программных комплексах для решения систем линейных уравнений используется метод исключений (Гаусса) и его многочисленные модификации (фронтальный метод, метод Халецкого, метод небоскрёбов, ленточный метод), то количество решаемых уравнений, как правило, ограничивается 200-300 тысячами неизвестных (из-за ухудшения обусловленности матрицы при увеличении количества неизвестных) и суперэлеменгный подход во многих случаях преодолевает эту проблему.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33