Шатров
Евгений Юрьевич
Эксперт по прочностному анализу строительных конструкций, экс-доцент кафедры «Строительная механика» ЮУрГУ (НИУ), квалифицированный инструктор программных комплексов компании-разработчика инженерного ПО «ЛИРА САПР»
Расписание курсов ЛИРА САПР
на 2018 год в Челябинске

Онлайн-курсы ЛИРА САПР

 

Методы расчётов на прочность. Преимущества и недостатки

Расчёт конструкций, в том числе строительных, можно вести с использованием различных методов. Чёткую границу между ними провести непросто, однако условно все методы расчёта каркасов зданий и других несущих конструкций можно разделить на две группы — строгие аналитические и упрощённые эмпирические. Методы обеих групп дополняют друг друга и позволяют решать поставленную задачу на высоком уровне, соответствующем современному уровню развития науки, техники и технологии.

Аналитические методы расчёта

  • метод конечных элементов
  • метод конечных объёмов
  • метод конечных разностей
  • вариационно-разностный метод
  • и другие методы строительной механики

В основе аналитических методов лежат серьёзные математические модели, опирающиеся на строго формализованный аппарат дифференциального и функционального исчислений, матричной алгебры, а также других разделов высшей математики.

Особенности

Аналитические методы отличаются сложностью применения в отрыве от прикладной реализации на компьютере. Это происходит потому, что использование этих методов при решении практических задач предполагает выполнение большого числа элементарных математических (арифметических и логических) операций. Необозримый объём этих операций требуют выполнения алгоритмов, построенных на строгих методах, в виде компьютерных программ или вычислительных комплексов. Одним из таких программных комплексов является

«ЛИРА-САПР» — весьма сложная компьютерная программа, предназначенная для визуального моделирования, строго математического расчёта методом конечных элементов и анализа (со стороны инженера) строительных конструкций.

Преимущества

  • чёткость алгоритмов
  • предсказуемость результата

Недостатки

Недостатки строгих методов в 21 веке сводятся практически к нулю благодаря мощностям современных ПК. При этом стоит упомянуть, что экспоненциальный рост возможностей компьютера совсем не означает, что следует стремиться к чрезмерному усложнению модели. Всегда следует искать «золотую середину» между сложностью модели и оправданностью её применения в данной ситуации.

Эмпирические нормативные методы расчёта

Эмпирические нормативные методы используют аппарат элементарной математики, законы физики и частные закономерности этой предметной области (науки из циклов строительных материалов и строительных конструкций и проч.). Эмпирические методы опираются преимущественно на опыт. К слову сказать, специалисты накопили серьёзный опыт в этой области: большинство зданий стоят и успешно эксплуатируются. Это свидетельствует об эффективности применяемых методов прогнозирования поведения материалов и конструкций.

Преимущество

Простота использования в наиболее употребимых частных случаях отдельных элементов конструкции.

Недостаток

Рост погрешностей результатов работы метода в более общих случаях.

Вывод

Для конкретной задачи необходимо выбирать, какой метод больше подходит для ее решения и даёт более точный результат. Иногда следует совмещать аналитические и эмпирические методы на разных этапах решения задачи.

Приглашаем вас научиться делать прочностные расчёты

Автор статьи —Шатров Евгений Юрьевич
Копирование информации допускается только без видоизменений и со ссылкой на источник

Все статьи

lira-sapr.png

Лицензионное ПО «Лира-Сапр».
Надежно, наглядно, удобно

konsultacii-inzhenerov.png

Интеграция в вашу инженерную команду.
Оперативное реагирование на изменения

raschet-stroitelnykh-konstrukcij.png

Современные методы расчётов.

Метод конечного элемента