10. Основні принципи побудови см

Розрахункова схема є ідеалізованою моделлю конструкції, що розбивається на скінченні елементи. В результаті такої розбивки з'являються вузли. Елементи і вузли схеми нумеруються.

Нумерація вузлів і елементів визначає послідовність задання початкової інформації на вхідній мові та читання результатів розрахунку. Нумерація вузлів розрахункової схеми відбувається зліва направо і знизу вгору в площині розрахункової схеми, а нумерація елементів – знизу вгору і зліва направо.

Представляючи розрахункову схему споруди у вигляді скінченно-елементної моделі, користувач завжди прагне досягти компромісу між двома суперечливими бажаннями: отримати якомога точніший розв'язок задачі та обумовити прийнятний час розрахунку. Бажано також отримати осяжний об'єм результатів. Для досягнення такого компромісу необхідно вміти оцінювати обидва вказані чинники. Так, час розв'язку задачі легко прогнозується за кількістю вузлів, елементів, завантажень, а також швидкодії комп'ютера. ПК ЛІРА автоматично дає прогноз часу розв'язку задачі для всіх етапів розрахунку. Проте оцінка точності розв’язку задачі є питанням дуже складним, оскільки залежить від багатьох чинників:

• густини сітки - з одного боку, згущування сітки підвищує точність, з другого боку, необмежене згущування може спричинити слабку обумовленість матриці канонічних рівнянь і втрату точності;

• фізико-механічних    властивостей    розрахункової моделі - розрахункова схема може бути близькою до геометрично змінної, містити елементи з жорсткостями, які сильно відрізняються, що також призведе до втрати точності;

• геометрії скінченних елементів - якщо сторони елементів сильно відрізняються за довжиною, то це призведе до поганої обумовленості матриці канонічних рівнянь і також до втрати точності;

• властивостей скінченних елементів - використання високоточних елементів часто призводить до точнішого розв'язку, ніж використання простих елементів на значно густішій сітці.

11. Cистеми координат моделі

Сучасні програмні комплекси надають користувачеві можливість використання набору різних систем координат. Можна виділити три основні види систем координат:

• Глобальна (X, Y, Z)- відносно якої може описуватися весь набір чинників, що характеризують комп'ютерну модель: вузлові переміщення, зв'язки, місцеві і вузлові навантаження, напруження і т. д. Глобальна система координат може бути декартовою, циліндричною, сферичною і ін.

• Місцева система координат (X1, Y1, Z1) є прерогативою скінченних елементів. Відносно неї може задаватися навантаження, що діє по області скінченного елементу, обчислюється напруження, ведеться розрахунок армування.

• Локальна система координат (X2, Y2, Z2) є прерогативою вузлів. Відносно неї можуть задаватися напрями переміщень, вузлові навантаження, зв'язки.

Кожний вузол схеми в загальному випадку має 6 ступенів вільності: три лінійні переміщення вздовж осей X; Y; Z і три повороти навколо X; Y; Z.

12. Ознаки схеми

Для розрахункових схем, у яких кількість ступенів вільності у вузлі менша шести (плоскі ферми, плоскі рами і т.п.), застосовується так звана ознака схеми. В ПК ЛІРА задіяні п'ять ознак схеми:

Ознака 1 - схеми, що розташовуються в площині XOZ; кожний вузол має 2 ступені вільності - лінійні переміщення уздовж осей X, Z. За цією ознакою розраховуються плоскі ферми і балки-стінки.

Ознака 2 - схеми, що розташовуються в площині XOZ; кожний вузол має 3 ступені вільності - лінійні переміщення уздовж осей X, Z і поворот навколо осі Y. За цією ознакою розраховуються плоскі рами і допускається включення елементів ферм і балок-стінок.

Ознака 3 - схеми, що розташовуються в площині XOY; кожний вузол має З ступені вільності - лінійне переміщення вздовж осі Z і навколо осей X, Y. За цією ознакою розраховуються балочні ростверки і плити; допускається врахування пружної основи.

Ознака 4 - просторові схеми, кожний вузол яких має 3 ступені вільності - лінійні переміщення уздовж осей X, Y, Z. За цією ознакою розраховуються просторові ферми та об'ємні тіла.

Ознака 5 - просторові схеми загального виду з шістьма ступенями вільності у вузлі. За цією ознакою розраховуються просторові каркаси, оболонки і допускається включення об'ємних тіл, врахування пружної основи і т.п.