Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Construction Technology and Structural Materials, Engineering Academy
доктор технических наук, профессор кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия
PhD, Associate Professor of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering
кандидат технических наук, доцент кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Technology and Structural Materials, Academy of Engineering
кандидат технических наук, доцент кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия
Roofs in the form of plates and shells of complex curvilinear plan are common structural solutions in architecture. Such structures have a number of advantages. The mid-surface of shells and plates of curvilinear trapezoidal plan is constructed using parametric and vector equations and has a number of special aspects to consider when calculating their stress-strain state. For structures of this shape, no exact analytical solution has been obtained, but it is possible to obtain a numerical solution, for example, by the finite element method and the variational-difference method. In such a situation, for verification of calculations, comparing the results obtained using different numerical procedures is useful and relevant. A comparative analysis of the results of calculating the stress-strain state of a plate curvilinear in plan, obtained by the methods mentioned above, was conducted. In the literature, the topic of calculating plates and shells of curvilinear trapezoidal plan is insufficiently developed. The aim of the study is to obtain data on the calculation of the stress-strain state of a plate of curvilinear trapezoidal plan, as well as to assess the applicability and specifics of the two methods in calculating such structures. To accomplish the tasks, the following software was used: ANSYS APDL software for calculation by the finite element method, and the author-developed SHELLVRM program for calculation by the variational-difference method. The parameters of the stress-strain state of a plate of curvilinear trapezoidal plan have been obtained and analyzed, verification of the obtained results has been carried out, recommendations for implementing both calculation methods in the practice of structural analysis have been given, and computational difficulties and special aspects of both methods have been identified.
Покрытия в виде пластин и оболочек на сложных криволинейных планах являются распространенными конструктивными решениями в архитектуре. Такие конструкции имеют ряд преимуществ. Срединные поверхности оболочек и пластин на криволинейно-трапециевидных планах строятся при помощи параметрических и векторных уравнений и имеют ряд особенностей при расчете их напряженно-деформированного состояния. Для конструкций такой формы не получено аналитического точного решения, но возможно получить численное решение, например, методом конечных элементов и вариационно-разностным методом. В такой ситуации для верификации расчетов сравнение результатов, полученных при помощи разных численных процедур, полезно и актуально. Проведен сравнительный анализ результатов расчета напряженно-деформированного состояния пластины на криволинейном плане, полученных перечисленными методами. В литературе недостаточно разработана тема расчета пластин и оболочек на криволинейно-трапециевидном плане. Цель исследования - получить данные расчета напряженно-деформированного состояния пластины на криволинейно-трапециевидном плане, а также оценить применимость и особенности двух методов при расчете подобных конструкций. Для выполнения поставленных задач применено программное обеспечение: программный пакет ANSYS APDL для расчета методом конечных элементов, авторская программа SHELLVRM для расчета вариационно-разностным. Получены и проанализированы параметры напряженно-деформированного состояния пластины на криволинейно-трапециевидном плане, произведена верификация полученных результатов, даны рекомендации по внедрению обоих способов расчета в практику анализа конструкций, выявлены вычислительные трудности и особенности обоих методов.