Чисельні дослідження експериментальних рам типу ДГРП за допомогою методу скінченних елементів

Анотація

Одним з найрозповсюдженіших типів конструкцій з клеєної деревини є гнутоклеєні рами. З використанням гнутоклеєних рам побудовано багато споруд промислового і громадського призначення. Використання таких рам в спорудах з агресивним середовищем показало велику надійність. Однак, при всіх перевагах гнутоклеєних рам з клеєної деревини їх застосування стримується недосконалістю методик розрахунку напружень, які базуються на принципах розрахунку конструкцій з цільної деревини. Потреба ретельного дослідження і удосконалення методик розрахунку гнутоклеєних рам обумовлює актуальність теми дослідження. Мета: Метою роботи є чисельні дослідження експериментальних рам з подальшим вдосконаленням методик розрахунку напружень в карнизних вузлах гнутоклеєних рам. Матеріали і методи: Для досягнення поставленої мети було проведено теоретичне визначення переміщень і компонент напруженого стану з використанням експериментальних пружних характеристик матеріалу рам. Клеєна деревина в порівнянні з цільною ближча до транстропної розрахункової схеми симетрії, згідно з якою механічні і пружні властивості будівельного матеріалу в площинах, перпендикулярних напрямку вздовж волокон деревини, є еквівалентними. Для достовірного визначення параметрів напружено-деформованого стану в елементах будь-якого обрису, отримання якісної картини розподілу напружень по всій довжині рами і встановлення закономірності зміни напружень у складі всієї конструкції було використано програмний комплекс ЛІРА-САПР, в якому було реалізовано модель ортогональної анізотропії (ортотропії) в пластинчастих скінченних елементах. Результати: Аналізуючи отримані результати, можна зробити висновок, що в цілому збіг між теоретичними і експериментальними даними є задовільним. Можна стверджувати, що деформований стан рам, отриманий теоретичним розрахунком з врахуванням дійсних фізико-механічних характеристик матеріалу експериментальних конструкцій, є достовірним. Враховуючи те, що в стиснуто-згинальних елементах додатковий згинальний момент від нормальної сили є функцією переміщень, можна вважати, що даний розрахунок за методом скінченних елементів в ПК ЛІРА-САПР дозволяє цілком задовільно визначати напруження з врахуванням деформованої схеми рам і анізотропії фізико-механічних властивостей клеєної деревини.