38 Постановка модельного эксперим-а

Рассмотрены два основных направления использования моделирования при исследовании строительных конструкций — замена расчета определением напряженно-деформированного состояния идеализированных систем и моделирование действительной работы конструкции или моделирование особенностей работы материала в период эксплуатации конструкции. От того, ка- кие задачи ставятся при моделирова- нии, зависит выбор масштаба, материала модели и средств измерения исследуемых параметров и способа нагружения модели. Если моделируется расчетная схема сооружения или модель служит для определения внутренних усилий и перемещений в упругой стадии работы конструкций, то стремятся назначать минимальные масштабы модели (1/200— 1/50), исходя из возможностей ее изготовления и требований точности измерения деформаций и перемещений. В качестве материала для моделей оболочек сложной формы, мно-гоэтажных зданий и пространственных систем широко используется оргстекло. Однако при испытании моделей, изготовленных из оргстекла, следует учитывать нелинейность диаграммы деформирования в упругой области и проявление небольшой ползучести под нагрузкой. При испытании моделей, изготовленных из низкомодульных материалов,необходимо учитывать возможное влияние на работу моделей жесткости измерительных преобразователей, их отпор- ной реакции. При изготовлении металлических моделей обычно используются алюминиевые сплавы с пределом пропорциональности более 300 МПа и модулем упругости ?«7'104 МПа. Модели арочных плотин, оснований и массивных бетонных сооружений чаще всего отливают из гипса. Для удовлетворения условия (10.25) увеличение масштаба объемного веса достигается добавлением в раствор наполнителя в виде свинцовой дроби, либо действие собственного веса сооружения компенсируется внешней нагрузкой.

39 Аналоговое моделир-е работы строит-х конструк-й

Физическое моделирование строительных конструкций используется тогда, когда модель и моделируемый объект имеют одну и ту же физическую природу. Явление, процесс, система мо- гут исследоваться и путем опытного изучения какого-либо явления иной физической природы, но описываемого теми же математическими соотношениями, что и моделируемое явление. Такое предметно-математическое или математическое широко применяется для замены изучения одних явлений другими — более удобными для лабор-х исследований. Удобство заключается в том, что в условиях лаборатории проще провести измерение интересующих нас параметров при гибком изменении параметров исходной системы. Методы и средства аналогового моделирования определяются типом рассматриваемых конструкций и их расчетными схемами, которые предопределяют соответствующее математическое описание объекта. Рассматривая ту или иную строительную конструкцию, создавая ее расчетную модель, мы вынуждены идеализировать работу сооружений и не учитывать факторы, носящие второстепенный характер. Расчетная модель является той абстракцией, которая позволяет перебросить мост между объективными. фактами, вскрытыми при изучении работы реальных конструкций, и условиями, которые позволяют проектировать и создавать новые строительные конструкции и сооружения. Расчетной модели сооружения всегда можно поставить в соответствие объект, например электрическую или электронную схему, закон распределения токов и напряжений в которой будет соответствовать закону распределения усилий в расчетной модели сооружения. Такое соответствие базируется на понятии аналогии, т. е. на сходстве предметов в каких-либо их свойствах. В этом случае значение, полученное из рассмотрения какого-либо объекта (модели), переносится на другие менее доступные для исследования объекты. Аналогии, существующие между электрическими, механическими, гидравлическими, акустическими и другими системами, с успехом используются физиками и техниками при исследованиях и расчетах. Модели-аналоги представляют собой объекты, физическая природа которых отлична от природы моделируемого сооружения. Модели-аналоги представляют сoбой объекты, физическая природа которых отлична от природы моделируемого сооружения. Для моделей-аналогов характерно то, что они имеют, как правило, узко направленную область использования, связанную с рассмотрением конкретного типа сооружений. Значительно более широкой областью использования характеризуются машины непрерывного действия. Использование электроинтеграторов и анализаторов связано с необходимостью математического описания поведения объекта, что приводит к необходимости рассмотрения дифференциальных, интегральных и интегро-дифференциальных уравнений, описывающих по- ведение исходной моделируемой системы. Решение отмеченных задач в настоящее время существенно упрощено, так как для этой цели имеются соответствующие комплексы, выпускаемые отечественной промышленностью конструкций. Простейшим примером использования метода аналогий является построение электрической схемы, моделирующей поведение изгибаемого стержня. В гидродинамике и аэродинамике электрическое моделирование применяется для исследования установившегося течения идеальной жидкости, движения грунтовых вод в фильтрирующейсреде, установившегося течения жидкости и газа в различных трубопроводных сетях и в задачах колебания жидкости или газа в гидродинамических системах

.