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
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
