Настоящая работа является логическим продолжением опубликованных ранее работ [1],[2],[3],[4].
Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует, конечно-элементное, моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий, подбор арматуры железобетонных конструкций, проверку несущей способности стальных конструкций. В представленной ниже пояснительной записке описаны лишь фактически использованные при расчетах названного объекта возможности комплекса SCAD.
|
|
|
Рис. 1 Расчетная схема соединения на ВШ |
Монолитность соединения модели математически описывалось как связывание соответствующих узлов по всем степеням свободы.
Расчетная схема определена как система с признаком 5. Это означает, что рассматривается система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.
Возможные перемещения узлов конечно-элементной расчетной схемы ограничены внешними связями, запрещающими некоторые из этих перемещений. Наличие таких связей помечено соответствует расчетной схеме рис 1.
Точки примыкания конечного элемента к узлам (концевые сечения элементов) имеют одинаковые перемещения с указанными узлами.
Конечные элементы оболочек, геометрическая форма которых на малом участке элемента является плоской (она образуют многогранник, вписанный в действительную криволинейную форму срединной поверхности оболочки). Для этих элементов, в соответствии с идеологией метода конечных элементов, истинная форма перемещений внутри элемента приближенно представлена упрощенными зависимостями. Описание их напряженного состояния связано с местной системой координат, у которой оси X1 и Y1 расположены в плоскости элемента и ось Х1 направлена от первого узла ко второму, а ось Z1 ортогональна поверхности элемента.
В расчетной схеме присутствуют пластинчатые элементы, для которых напряжения выводятся вдоль осей, отличных от осей местной системы координат элементов.Выравнивание осей показанно на рис. 2
|
|
|
Рис.2 Выравнивание осей для вывода напряжений |
Результаты расчета представлены выборочно. Вся полученная в результате расчета информация хранится в электронном виде.
|
А. |
Б. |
В. |
|
|
||
|
Рис.3 Результаты расчетов в программном комплексе SCAD 11.3 образцов с шагом 120мм.а) Касательные напряжения txy б) Нормальные напряжения Sy в) Нормальные напряжения Sx |
||
|
А. |
Б. |
В. |
|
|
||
|
Рис.4. Результаты расчетов в программном комплексе SCAD 11.3 образцов с шагом 240мм. а) Касательные напряжения txy б) Нормальные напряжения Sy в) Нормальные напряжения Sx |
||
Как видно из рис.3-4 максимальные напряжения возникают под шайбами, т.е. для изучения характера распределения напряжения необходимо построить эпюры напряжений по наиболее опасному сечению рис.5.
а |
б |
|
|
|
Рис.5 Эпюры распределения напряжений по высоте образцаА образец с шагом 120 мм; А образец с шагом 240 мм. |
|
Как видно из рис.5 напряжения уменьшаются с увеличением шага расстановки шайб, также видно что напряжения под нижней шайбой значительно больше чем под средней и верхней что свидетельствует о неравномерном распределении усилия между шайбами. Следует заметить что расчет в программном комплексе SCAD произведен в плоской постановки и для ортотропного тела, т.о. необходимо произвести расчет приближенный к реальной конструкции. К сожалению в программном комплексе SCAD этого сделать невозможно, т.е. необходимо воспользоваться программным комплексом ANSYS который позволяет произвести выполнить объемное решение задачи, а материал древесины задать в виде анизотропного тела.
Список литературы:
1. Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2012. — №10. — С. 31-33.
2. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2013. — №5. — С. 32-35.
3. Применение многорядных соединений в деревянных конструкциях в практике строительства [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2013. — №5. — С. 35-38.
4. Защита от удара и сопровождающей вибрации: экспоненциально-тригонометрическая аппроксимация функций [Текст] / Данилов А.М. [и др.] //Региональная архитектура и строительство. 2012. № 3. С. 85-88.
