МОДЕЛИРОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ В ПК «ЛИРА-САПР»

Аннотация

В статье предложена методика моделирования усиления конструкций композитными материалами в программном комплексе "ЛИРА-САПР". Приводится пример осуществления проверки несущей способности усиленных элементов конструкций в программе ЭСПРИ. Предложен алгоритм расчёта конструктивной системы для определения реальной несущей способности при изменении проектной ситуации с учётом включения в работу конструкции элементов усиления. Алгоритм заключается в последовательном математическом моделировании и анализе напряженно-деформированного состояния конструкции при изменении проектной ситуации. Алгоритм состоит из следующих этапов: статический расчёт конструкции, подбор армирования; определение элементов, которые могут подвергнуться разрушению (физически-нелинейная постановка задачи); определение несущей способности усиленных элементов (в ЭСПРИ); расчет выбранных элементов с учетом усиления; общий расчет и анализ конструктивной системы с измененными жесткостными характеристиками сечений в результате усиления.

Рассмотрен процесс моделирования усиления конструкций при помощи классических методов, а именно усиление металлической обоймой. Рассмотрен пример численного моделирования усиления рамной конструкции, с подбором и проверкой композитного материала.

С использованием метода конечных элементов была построена математическая модель рамной конструкции. В работе рамы учитывалось наличие усиления некоторых стержневых элементов композитными материалами. Произведено сравнение кинематических характеристик и усилий, которые возникли в расчётной модели рамы при статическом расчете, при расчёте с учётом физической нелинейности и при усилении некоторых элементов конструкции углепластиком.

Также в работе описан метод моделирования усиления конструкции металлической обоймой. Расчет усиленного элемента производится в программе ЭСПРИ, с последующим анализом работы общей расчетной модели в ПК «ЛИРА-САПР». 

Результатом работы является сравнение и анализ напряженно-деформированного состояния рассматриваемой расчетной модели при различных вариантах постановки задачи.

Результаты работы могут быть использованы для широкого применения при исследовании методов повышения несущей способности зданий и сооружений.