Особенности работы с крупноразмерными задачами

При анализе сложных и крупноразмерных задач целесообразно пользоваться приемами стратификации и фрагментации.

Стратификация заключается в представлении конструкции набором моделей (стратов), каждая из которых выявляет свои особенности напряженно-деформированного состояния конструкции.

Например, исследование работы системы вертикальных несущих элементов многоэтажного здания, оценку его общей жесткости и устойчивости при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок можно выполнить на основе модели, плиты перекрытий в которой служат только горизонтальными связями между вертикальными элементами и могут иметь достаточно крупную разбивку на конечные элементы. Исследование же плиты перекрытия должно быть выполнено по другой модели, с подробной густой сеткой конечных элементов плиты, но учет влияния каркаса при этом может быть упрощен.

Модель 1

Модель 2

Рис. 14 Различные КЭ схемы каркаса здания

Принцип фрагментации заключается в том, что работают не со всей схемой сооружения, а с ее частью. Влияние на эту рассматриваемую часть конструкции отброшенной части, если это влияние существенно, учитывают посредством описания соответствующих граничных условий в узлах фрагмента, связывающих его с отброшенной частью.

Например, при фрагментации одной плиты перекрытия многоэтажного здания можно передать перемещения узлов сопряжения плиты с вертикальными элементами каркаса, получаемые из расчета модели здания в целом (рис. 15). ПК STARK ES позволяет передавать перемещения узлов из одной модели в другую и учитывать их совместно с другими нагрузками.

Рис. 15. Использование фрагментации при расчете плиты перекрытия здания: деформированная схема диска перекрытия, вызванная деформацией вертикальных элементов каркаса

Оценка точности.

Для проверки точности решения реальных проектных задач можно и, зачастую, необходимо использовать следующие приемы:

1) Тщательный контроль исходных данных и анализ результатов расчета;

2) Сопоставление полученных результатов расчета с параметрами аналогичных или схожих конструктивных решений, проверенных на практике или в результате экспериментальных исследований;

3) Использование альтернативных вариантов расчетных моделей, в том числе существенно упрощенных и имеющих известное точное или приближенное решение;

Рис.16 Изополя изгибающих моментов для моделей с различным шагом разбиения на КЭ.

4) Решение задач по двум различным программным комплексам, включающее выбор и построение расчетных моделей, их контроль, анализ и сравнение полученных результатов с использованием объединенных возможностей двух программных комплексов.