3. Основные принципы моделирования строительных конструкции, зданий и сооружений.

Многомерность и многофункциональность. Современные здания и сооружения чаще всего бывают сложными конструктивными многоэлементными комплексами, создаваемыми для выполнения большого числа различных функций, и их жизненный цикл связан с возможностью реализации многих рабочих состояний. Специфика строительной деятельности такова, что ее конечный продукт (здание или сооружение) должен сочетать в себе три подчас противоречивых момента: функциональность, эстетичность и конструктивность. С точки зрения расчетчика, наибольшее значение имеют конструктивные особенности объекта, с которыми связана проблема оценки его несущей способности, но сама по себе конструктивная функция не всегда предстает в рафинированной форме. Если в каркасном здании довольно просто указать на основные конструктивные элементы, то для сооружения другого типа это удается сделать далеко не сразу и то — только после предварительного анализа нескольких конкурирующих гипотез. Более того, список несущих элементов здания может оказаться различным для разных режимов работы. Так, игнорирование роли "ненесущих" перегородок при расчетах, ориентированных на выявление предельного состояния и конструирование силового каркаса здания, вполне правомерно, но отбрасывание их вклада при оценке малых колебаний конструкции может привести к заметной ошибке. Многочисленность функций и возможных режимов работы современного сложного сооружения таковы, что все это практически невозможно учесть в рамках одной расчетной модели. Второй особенностью, на которую следовало бы обратить внимание, является многомерность расчетных моделей, которые используются в современной проектной практике.Основные факторы, учитываемые при построении расчетной модели Выделение из объекта его несущей части является первым шагом идеализации. Условность и неоднозначность этого шага связана с несколькими обстоятельствами: • с различной ролью отдельных элементов сооружения при различных режимах нагружения — при одних нагружениях какие-то элементы выполняют только роль ограждающих, а при других они существенно влияют на игру сил; • с изменением схемы передачи усилий при различной интенсивности нагружения: уже упоминалось о переменной роли перегородок, таким же образом могут вести себя и другие элементы; • с изменениями, которые могут происходить при различных режимах функционирования объекта: многие из современных сооружений принадлежат к числу трансформируемых, и то, что было несущим остовом в одной конфигурации, может стать балластным грузом при другой конфигурации (если учесть стадии изготовления, перевозки и монтажа, то изменение функций отдельных частей сооружения станет скорее правилом, чем исключением).

4. Составляющие расчетной схемы и их анализ.

Расчетная схема включает в себя: -геометрическую схему элемента конструкций; - приложенные нагрузки; - опорные закрепления; - модельную среду. Проектирование любого здания начинают с компоновки т.е выбора рациональной конструктивной формы. Цель и назначение расчета конструкций – обеспечить заданные условия эксплуатации и необходимую прочность, устойчивость и жесткость предварительно намеченной конструктивной схемы сооружения при минимальном расходе материалов, минимальной затрате труда на изготовление и монтаж. Расчет начинают с составления расчетной схемы сооружения. Под расчетной схемой конструкции понимают упрощенную, идеализированную схему, которая отражает наиболее существенные особенности реальной конструкции, определяющие его поведение под нагрузкой. Расчетная схема конструкции обычно вычерчивается в виде линий с показом основных размеров( пролета, высоты, в статически неопределимых системах- жесткостей составляющих элементов или их соотношений), способов опираний и узлов сопряжений, всех видов нагрузок, действующих на конструкцию и мест их приложения. Расчетная схема: - должна отражать действительные условия работы несущей конструкции. – жесткостные характеристики элементов должны соответствовать реальным значениям. Расчетная схема включает в себя: - расчетные модели нагрузок и воздействий. – расчетные модели, описывающие напряженно- деформированные состояния элементов конструкций и оснований.( Расчет обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкций, подбор сечений и проверка допустимости напряженно- деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений.). Следующим этапом является идеализация материала конструкции, вернее, набора его физико-механических параметров. Чаще всего материал наделяется свойствами идеальной упругости, или идеальной пластичности. Значения параметров, характеризующие свойства материала (модуль упругости, коэффициент Пуассона, предел текучести) принимаются по справочным значениям и предполагаются одинаковыми в пределах достаточно больших . частей сооружения (или по всему сооружению), и соответствие их реальных значений принятым анализируется весьма редко.