Тема 3. Ідеалізація умов обпирання та вузлових з’єднань, фізичних властивостей матеріалу. Ідеалізація навантажень і впливів на об’єкт та конструктивних рішень

Ідеалізація конструктивних рішень у багатьох випадках пов’язана з ідеалізацією геометрії, зв’язків, навантажень.

Наприклад, реакції у відкинутих зв’язках, за допомогою яких навколишнє середовище взаємодіє зі спорудою, обмежуючи свободу її переміщення і нав’язуючи певну поведінку, часто виступають у ролі навантаження. Така конструкція завжди є частиною більш загальної системи і, виділяючи її з навколишнього середовища, або ідеалізують вплив конструкції у формі абсолютної заборони на окремі види переміщень (приєднання системи до «землі»), або ж описують цей вплив у формі зовнішнього навантаження на систему. Утім, застосовуючи такий підхід, важливо зрозуміти, чи впливає деформація системи на навантаження. Інакше кажучи, розглядувана конструкція має бути у певному сенсі несумісною по жорсткості із відкинутим оточенням. Лише тоді можна впевнено припускати, що навантаження можна розглядати як незалежне від деформацій.

Важливим питанням ідеалізації є прийняття рішення про можливість розрахунку за деформованою схемою. Рами, плити, балки невеликих прогонів, як правило, розраховуються за недеформованою схемою. Тенти, мембрани, вантові конструкції  необхідно розраховувати за деформованою схемою. Існує низка конструкцій, для яких зміна геометрії може істотно вплинути на напружено-деформований стан, і інженер у цьому випадку має прийняти відповідне рішення.

Сьогодні під час створення комп’ютерної моделі будівлі, що розраховується, в нормативній документації рекомендують враховувати найсуттєвіші чинники, що визначають напружений стан і деформації основи та конструкцій споруди, просторову роботу конструкцій, геометричну і фізичну нелінійність, анізотропію, пластичні й реологічні властивості матеріалів і ґрунтів, але не містять практичних пропозицій щодо вирішення даної проблеми.

Інженер зазвичай використовує не одну, а кілька близьких комп’ютерних моделей і, якщо результати аналізу таких схем близькі один до одного, то впевненість у їх правильності різко зростає. У цьому разі апостеріорна перевірка, по суті, аналізує стійкість результату щодо варіацій комп’ютерної моделі. Якщо за таких варіацій виявлені локальні невідповідності, і вони переконливо пояснюються особливостями застосованої схеми, то впевнене використання інших результатів стає цілком виправданим. Локальні зони підлягають спеціальному аналізу, можливо, із використанням іншої комп’ютерної моделі. Експертом щодо спрощення комп’ютерних моделей може стати тільки висококваліфікований фахівець. Програмний комплекс розробляється для користувачів різної кваліфікації, що й викликає певні із зазначених вище суперечностей.

Важливо, щоб інженер завжди розумів, що, здійснюючи побудову комп’ютерної моделі, він ідеалізує конструкцію й завжди має оцінювати адекватність цієї ідеалізації.