|
70 вания и анализа (ANSYS, NASTRAN, COSMOS, LS-DYNA, STAAD, GTSTRUDL и др.), которые строятся по модульному принципу с универсальными информационными и управляющими связями между модулями. Это гибкие и удобные системы численного моделирования для широкого круга отраслей производства, в том числе и строительства, позволяющие выполнять полноценный анализ своих проектных разработок и тем самым добиваться максимальной эффективности затрат на вычислительную технику и программные средства. Программа конечно-элементного анализа ANSYS [303], разработанная Дж. Свенсоном и сотрудниками фирмы Swanson Analysis Systems Incorporated (SASI) в 1970 году, является универсальной и, на наш взгляд, одной из самых мощных современных программ. Универсальность программы заключается в том, что ее можно использовать при решении широкого круга технических задач: прочности, механики, теплофизики, гидромеханики и др. ANSYS является средством, с помощью которого можно создавать компьютерные модели большой размерности и исследовать отклики на воздействия различной физической природы. Задачи большой размерности совершенно естественно возникают при анализе трехмерных проблем механики сплошной среды. Далее именно этот комплекс выбран в качестве основного средства анализа поведения системы ЗФО, и выбор этот обусловлен следующими его возможностями. Наиболее существенным достоинством ANSYS является то, что он имеет встроенный язык параметрического проектирования (APDL), который расширяет возможности программы за пределы традиционного конечно-элементного анализа. Он позволяет управлять вводом исходных данных, вносимыми изменениями и такими основными объектами анализа, как перемещения, свойства материала, нагрузки, положение связей-ограничений и размеры конечно-элементной сетки, т.е. дает возможность автоматизировать процесс за счет “интеллектуального” анализа, когда решение может приниматься на основе установленных соотношений, значений переменных и критериев. При этом APDL предоставляет более развитые процедуры, относящиеся к проверке чувствительности решения к изменениям исход |
предоставляя проектировщику все большие возможности. В частности, они предоставляют пользователям процедуры для расчета зданий и сооружений в контакте с основаниями. Но обычно эти процедуры состоят в вычислении обобщенных характеристик естественных или искусственных оснований. Кроме того, существуют универсальные многоцелевые пакеты проектирования и анализа (ANSYS, NASTRAN, COSMOS, LS-DYNA, STAAD, GTSTRUDL и др.), которые строятся по модульному принципу с универсальными информационными и управляющими связями между модулями. Это гибкие и удобные системы численного моделирования для широкого круга отраслей производства, в том числе и строительства, позволяющие выполнять полноценный анализ своих проектных разработок и тем самым добиваться максимальной эффективности затрат на вычислительную технику и программные средства. Программа конечно-элементного анализа ANSYS [11» 188], разработанная Дж. Свенсоном и сотрудниками фирмы Swanson Analysis Systems Incorporated (SASI) в 1970 году, является универсальной и, на нашь взгляд, одной из самых мощных современных программ. Универсальность программы заключается в том, что ее можно использовать при решении широкого круга технических теплофизики гидромеханики и др. АШУЗ является средством, с помощью которого можно создавать компьютерные модели большой размерности и исследовать отклики на воздействия различной физической природы. Задачи большой размерности совершенно естественно возникают при анализе трехмерных проблем механики сплошной среды. Далее именно этот комплекс выбран в качестве основного средства анализа поведения системы «здание-фундамент-основание», и выбор этот обусловлен следующими его возможностями. Наиболее существенным достоинством АЫ8У8 является то, что он имеет встроенный язык параметрического проектирования (АРБЬ), который расширяет возможности программы за пределы традиционного конечноэлементного анализа позволяет управлять вводом исходных данных, 67 вносимыми изменениями и такими основными объектами анализа, как перемещения, свойства материала, нагрузки, положение связеи-ограничений и размеры конечно-элементной сетки, т.е. дает возможность автоматизировать процесс за счет “интеллектуального” анализа, когда решение может приниматься на основе установленных соотношении, значении переменных и критериев. При этом АРБЬ предоставляет более развитые процедуры, относящиеся к проверке чувствительности решения к изменениям исходных данных, параметрическому моделированию на основе базовых геометрических примитивов, внесению изменений в проект и его оптимизации. ЛЫБУЭ снабжен обширным набором средств для создания геометрической модели объекта с большой детализацией (твердотельное моделирование, импорт модели, непосредственное создание модели), и способами построения ее конечно-элементного аналога (монтаж из простых составных частей, метод экструзии, независимый способ, и адаптивное построение). Учитывая, что в строительной отрасли широко применяются типовые конструкции и типовые проекты зданий и сооружений, а освоение А№ У8 и других универсальных комплексов требует серьезной подготовки, нами разработаны экономичные алгоритмы и программы построения и расчета типовых зданий на языке АРБЬ, которые можно использовать, как для анализа новых разработок, так и при реконструкции или модернизации существующих объектов. Эти программы содержат обобщающий набор входных команд для описания геометрии, свойств материалов и других, общих для всех разрабатываемых объектов параметров. Параметры могут принимать значения, указанные пользователем или вычисленные программой АЫ8У8. 1.7. Обоснование состава и структуры частных задач исследования Решение проблемы безопасности строительных объектов в условиях возникновения воздействии, не предусмотренных первоначальным проектом (реконструкция, надстройка, пристрой, встраивание новых зданий в 68 * 5. Но то, чем располагает наука сегодня, уже не может удовлетворять проектировщиков при решении вопросов безопасности строительных объектов. Для этого необходимо изучение влияния вида напряженного состояния и устойчивости процессов структурного разрушения неоднородных сред, построение соответствующих диаграмм в пространстве напряжений, изучение степени реализации стадии закритического деформировании в локальной области в зависимости от свойств окружающего материала и нагружающей системы на основе разработки моделей накопления повреждений. 6. Проведение таких исследований становится возможным при использовании методов математического моделирования с использованием современных численных методов и программных комплексов, реализующих их на ЭВМ. Численные методы и, в частности, метод конечных элементов, который выбран в качестве инструмента исследования, в настоящее время являются мощным научным инструментом, а во многих ситуациях единственным, в процессе проектирования новых и, особенно, для анализа и прогнозирования поведения уже существующих здании и сооружении. 7. Учитывая, что в строительной отрасли широко применяются типовые конструкции и типовые проекты здании и сооружении, а программный комплекс АШУБ имеет встроенный язык параметрического проектирования (АРПЬ), который расширяет возможности программы за пределы традиционного конечно-элементного анализа и позволяет создавать свои проблемно-ориентированные программы, именно этот комплекс выбран в качестве основного средства анализа системы «здание-фундамент-основание». 72 |