Расчет строительных конструкций методом конечных элементов
Метод конечных элементов является численным методом решения дифференциальных уравнений.
Суть метода заключается в разбиение строительных конструкций на простые конечные элементы: стержневые (балки, колонны, прогоны и т.п.) разбиваются на отрезки; пластинчатые (плиты, стены, фундаментные плиты и т.п.) разбиваются на сеть квадратных и треугольных пластин. В каждом конечном элементе неизвестная величина (усилие, напряжение, перемещение) имеет простое аналитическое выражение. Эти конечные элементы имеют общие узловые точки, в которых они связаны между собой, и в совокупности составляют форму всего здания или сооружения.
Рис.1. Шарнирно опертая балка длиной 6 метров, разбитая на 4 конечных элемента длиной по 1,5м
Рис.2. Фрагмент стены разбитый сетью конечных элементов
Расчет строительных конструкций МКЭ (методом конечных элементов) является мощным современным инструментом при проектировании зданий и сооружений различной формы и содержания. Данный метод позволяет наглядно понять схему работы конструкции, ее перемещения и определить усилия в конструкции под действием тех или иных нагрузок.
Рис. 3. Схема прогиба монолитной желлезобетонной плиты перекрытия под действием нагрузок
Также расчет конструкций МКЭ позволяет получить схемы возникающих усилий в стержнях и напряжений в пластинчатых элементах, на основании которых можно, например, подобрать сечения стальных балок или определить необходимое армирование фундаментной плиты.
Рис. 4. Схема поперечных сил фрагмента балочной клетки
Рис. 5. Схема изгибающих моментов фрагмента балочной клетки
Рис. 6. Схемы изгибающих моментов в фундаментной плите
Рассчитывая строительные конструкции методом конечных элементов, не стоит забывать о необходимости правильного создания расчетной схемы, задание правильных нагрузок, их сочетаний и коэффициентов, а также согласование местных осей элементов, т.к. все это может существенно повлиять на результаты расчетов и принятие последующих проектных решений.
Хорошим методом проверки результатов расчета МКЭ является аналитический расчет в соответствии с требованиями СНиП и СП.
Последние записи
Проектирование систем отопления
Для здания, в котором требуется в холодный период поддерживать положительную температуру, отопление является неотъемлемой инженерной системой. Система отопления должна обеспечивать нормируемые температуры в помещениях, которые регламентируются, как нормативными документами, так и технологическими требованиями.
Современные средства вычисления
Фантазия архитектора в современном мире не стоит на месте. В моду вошли легкие парящие конструкции бионических форм, трудно поддающиеся математическому описанию
Огнезащита строительных и ограждающих конструкций
При проектировании новых зданий и сооружений необходимо соблюдать требования по пределу огнестойкости* строительных конструкций.
Проектирование вентиляции
Практически любое современное здания требуется оборудовать такими инженерными сетями как системы вентиляции. Данные системы должны обеспечивать оптимальные условия микроклимата в помещениях, как для пребывания людей, так и для осуществления различных технологических процессов.
