Конечные элементы для расчета ограждающих конструкций из тонкостенных профилей
В последние годы в России и за рубежом наблюдается широкое применение металлоконструкций в промышленном и гражданском строительстве.
Особое место в строительной индустрии занимают легкие стальные тонкостенные конструкции, имеющие ряд технологических и эксплуатационных достоинств (легкость, быстровозводимость и т.д.).
В сборно-монолитном и каркасном строительстве, объемы которого постоянно растут, в качестве эффективных и экономичных ограждающих конструкций можно использовать так называемые термопанели.
Целью работы является разработка численного метода расчета тонкостенных стержневых систем по полусдвиговой и бессдвиговой теориям.
В данной статье рассмотрен первый этап разработки численного метода – построение матриц жесткости тонкостенных конечных элементов различных типов по полусдвиговой теории В.И. Сливкера – в зависимости от способа аппроксимации функций деформаций (кручения и депланации):
1. линейная аппроксимация функций кручения 2-узлового конечного элемента с 4 степенями свободы;
2. квадратичная аппроксимация функции кручения и линейная аппроксимация функции депланации 3-узлового конечного элемента с 5 степенями свободы;
3. квадратичная аппроксимация функций кручения и депланации 3-узлового конечного элемента с 6 степенями свободы.
При этом функции деформации (угол закручивания и депланация) аппроксимируются как взаимно независимые функции.
Также рассмотрено формирование матрицы жесткости тонкостенного конечного элемента по бессдвиговой теории расчета В.З. Власова с кубической аппроксимацией функции кручения.