Careva noţiuni despre schemele de calcul şi problemele care apar la alegerea lor

User Rating: 0 / 5

Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 

deplasarile pe verticala care apar in sol

Prin idealizarea, abstractizarea, modelarea structurii reale a construcţiei (structurii de rezistenţă) se obţine schema de calcul a construcţiei sau modelul ei matematic.

Selectarea schemei de calcul în mod esenţial se bazează pe procedee , care se supun greu formalizării cum ar fi experienţa şi intuiţia inginerească. Alegerea schemei de calcul într-o oarecare măsură continuă să rămână o artă inginerească.

În procesul de selectare a schemei de calcul pot fi evidenţiate trei etape principale:idealizarea materialului construcţiilor, idealizarea geometriei elementelor componente şi a îmbinărilor între ele, idealizarea sarcinilor externe şi a modului de aplicarea a acestora.

În mecanica solidelor deformabile, prin urmare şi în mecanica structurilor, proprietăţile materialului sânt caracterizate de reacţiunea lui la solicitările externe. Această reacţiune se prezintă sub forma unei dependenţe funcţionale intre tensiuni si deformaţii sau intre eforturi si deplasări. Relaţia direct proporţională între tensiuni şi deformaţii (legea lui Hooke) este unul din cele mai răspândite modele aplicate la rezolvarea problemelor mecanicii structurilor. Dacă materialul se descrie prin legea lui Hooke pentru structura dată, atunci el se numeşte fizic liniar. Evident că legea lui Hooke este valabilă doar până la un anumit nivel de dezvoltarea a stării de tensiune si deformaţie şi odată cu apariţia deformaţiilor plastice, dependenţele liniare sânt schimbate cu dependenţe mai complicate, fizic neliniare. 

O altă etapă esenţiala la selectarea schemei de calcul constă în idealizarea geometrică a structurii. Construcţiile reale sânt spaţiale (tridimensionale). Dacă se ţine cont de raportul dintre dimensiunile elementelor structurii, atunci pot fi aplicate ipoteze, care permit simplificarea problemei. 

Un grup considerabil de construcţii este alcătuit din structurile spaţiale formate din elemente cu pereţi subţiri, care se numesc placi şi învelişuri. Proprietatea geometrică caracteristică a acestor elemente este că o dimensiune – grosimea – este mult mai mică în raport cu celelalte două dimensiuni. Pentru astfel de construcţii, pe baza unor ipoteze teoretic şi experimental fundamentate, este posibil de redus problema la două dimensiuni, referind toate funcţiile la suprafaţa medie curbilinie pentru învelişuri şi plană pentru plăci. 

O răspândire destul de largă o au construcţiile alcătuite din elemente, care au lungimea mult mai mare decât dimensiunile secţiunii transversale. Aceste elemente se numesc grinzi, bare. Folosind ipoteza secţiunilor plane introdusă în cursul de rezistenţa materialelor, toţi factorii cercetaţi (eforturi, tensiuni, deplasări, deformaţii) pot fi referiţi la axa barei şi problema de calcul se reduce la determinare unor funcţii, care depind de o singură variabilă. Modelul structurii din bare este aplicat la calculul carcaselor de clădiri industriale şi civile, pilonilor reţelelor electrice, unor construcţii de poduri. Prin construcţiile spaţiale cu pereţi subţiri se modelează planşeele, rezervoarele, elementele navelor maritime si aeriene. Bazele construcţiilor, zidurilor de sprijin, construcţiile fundaţiilor sunt considerate corpuri solide deformabile spaţiale. Cel mai întâlnite modele ale

structurilor de rezistenţă reprezintă o reuniune a elementelor de tip diferit. 

La idealizarea modelul de calcul apare noţiune de probleme geometric liniare şi neliniare. Geometric liniare se consideră problemele, în care deplasările sunt mici în comparaţie cu dimensiunile structurii, iar deformaţiile relative sunt mici în comparaţie cu unitatea. Respectarea acestor condiţii permite linealizarea relaţiilor dintre deplasări şi deformaţii. Concomitent se consideră că valoarea numerică a eforturilor interioare nu depinde de deplasările şi deformaţiile construcţiei. Ecuaţiile de echilibru se alcătuiesc pentru structura nedeformată. În majoritatea structurilor utilizate în domeniul construcţiilor industriale şi civile deplasările sânt limitate pornind de la condiţiile normale de exploatare. Ca regulă aceste deplasări au valori numerice, care permit folosirea la calcul a modelului geometric liniar. 

La selectarea schemei de calcul un rol important îi aparţine idealizării îmbinărilor între elementele structurii şi a condiţiilor de fixare. Evident, îmbinările reale au un anumit grad de flexibilitate, însă spre exemplu în mecanică structurilor din bare se consideră două feluri de îmbinări (rigide şi flexibile). 
În ultimul timp un rol foarte important este modelarea fixării construcţiilor. În dependenţă de condiţiile reale, fixarea construcţiei poate fi modelată prin reazeme rigide, reazeme articulate mobile şi fixe sau prin încercarea de modelarea a construcţiei de rezemare (solul) împreună cu structura de rezistentă. 
La efectuarea calculelor folosind programe de calcul prin metoda elementelor finite SCAD, LIRA, ANSYS, COSMOS, ROBOT, TEKLA, ALLPLAN, SAP, STAD, ING+,AXISVM, NASTRAN, EFFEL,

 RAM2000, ADINA, LUSAS, ABAQUS, STRAUS7, GT STRUDL, ) fără a ţine cont de modelul corect al structurii de rezistenţă se pot obţine erori esenţiale în eforturi pe baza cărora se dimensionează structura de rezistenţă (se dimensionează secţiunile elementelor, armarea).

 

PrintEmail