Применение многослойных конечных элементов переменной толщины при расчете железобетонных плит в вычислительном комплексе «Принс»

Цель. Описывается семейство многослойных конечных элементов, предназначенных для расчета железобетонных плит и оболочек переменной толщины. Рассматриваются особенности формирования матриц жесткости, связанные с переменностью сечения элементов.

Метод. В основе семейства лежит простейший плоский треугольный элемент, построенный с использованием гипотезы Кирхгофа. Поперечные перемещения в этом элементе аппроксимируются неполным кубическим полиномом. Такой элемент непригоден для практического применения, но на его основе построены усовершенствованные элементы трех- и четырехугольной формы в плане. Особое внимание уделено учету переменности поперечного сечения.

Результат. Приводятся результаты тестирования разработанных элементов и показываются преимущества их использования в практике проектирования и расчета конструкций.

Вывод. Разработанный программный комплекс ПРИНС может оказаться полезным при проектировании и расчете конструкций, содержащих плиты переменной толщины.

1. J.K.Lee, A.W.Leissa, A.J.Wang. J. of Engineering for Gas Turbines and Power, 106, Jan(1084).

2. V.P.Agapov. The analysis of the Turbo-Propeller Aviation Engines Blades by Finite Element Method. NWC 2013 (2013)

3. Конструкции железобетонные и бетонные градирен. Правила проектирования. Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства, Свод правил (Москва, 2016).

4. Современные пространственные конструкции (железобетон, металл, дерево, пластмассы): Справочник / Ю. А. Дыховичный, Э.З. Жуковский, В. В. Ермолов и др.; Под ред. Ю. А. Дыховичного, Э.З, Жуковского.М.: Высш. шк., 1991.543 с.

5. SP 52-117-2008. Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. Часть И. Методы расчета и конструирование (Москва. 2008).

6. K.A.Бaсов. ANSYS: Справочник пользователя (Москва: DMK Пресс, 2005). 640c.

7. С. Городецкий, И.Д. Евзеров. Компьютерные модели конструкций (Kиев: Факт, 2007).

8. Карпенко С.Н.. Модели деформирования бетона в приращениях и методы расчета конструкций (Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва, 2010).

9. H.G.Kwak, F.C.Filippou. Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures Under Monotonic Loads (Department of Civil Engineering University of California Berceley, California, Report NO.UCB/SEMM-90/14, 2004).

10. Агапов В.П. Метод конечных элементов в статике, динамике и устойчивости конструкций (Изд-во АСВ, Mосква, 2005).

11. Агапов В.П., Айдемиров К.Р. О расчете железобетонных плит переменной толщины в вычислительном комплексе "ПРИНС".