Применение оболочечных и объемных элементов при расчетах строительных стальных конструкций в программах SCAD и Nastran c учетом геометрической и физической нелинейности

Расчетные модели с применением оболочечных конечных элементов имеют ряд преимуществ по сравнению со стержневыми моделями, а в некоторых случаях их применение может дать существенный эффект, как с точки зрения оптимизации конструкций, так и по скорости, наглядности и простоте получения результатов расчета с использованием современных программных комплексов.

Для эффективного применения оболочечных элементов при расчетах стальных конструкций необходимо разработать методики построения расчетных моделей и анализа результатов, верифицировать разработанные методики, а для внедрения в проектную практику необходимы удобные и эффективные средства построения расчетных моделей. Значительная часть статьи посвящена вопросам верификации результатов расчета на тестовых моделях.

При производстве стальных конструкций с применением фланцевых стыков на высокопрочных преднапряженных болтах, во фланцах часто возникают остаточные деформации в форме грибовидности. Существующие рекомендации, разработанные ЦНИИПСК в 1989 г., предъявляют жесткие требования к изготовлению фланцев, которые зачастую могут быть выполнены только с применением дорогостоящей операции фрезеровки поверхности фланца, что на практике выполняется не каждым производителем.

Для принятия решения о пригодности к эксплуатации конструкций с дефектами во фланцах или о способах их доработки в современных условиях при жестких сроках на изготовление и поставку стальных конструкций должно уходить не более 1-2 дней. Такие сроки принятия решений вполне возможны при наличии подробной расчетной модели фланцевого стыка без учета остаточных деформаций и наличии технологии расчета с учетом остаточных деформаций. В статье представлен метод решения задачи анализа фланцев, имеющих остаточные деформации, с применением современного и доступного программного обеспечения и намечены контуры технологии, которая может быть полезна заводам изготовителям металлоконструкций для обоснования отказа от трудоемких и затратных операций по фрезеровки фланцев.