Чисельне моделювання деформування армованих дерев’яних балок з цільної та клеєної деревини
Анотація
У статті розглядаються результати чисельного моделювання деформування дерев’яних балок з клеєної та цільної деревини, виконаного за допомогою програмного комплексу ЛІРА-САПР 2024 R2.3, що використовує метод скінчених елементів (МСЕ). Визначено можливість застосування цього програмного комплексу для проектування армованих конструкцій з деревини, що є актуальним питанням для реконструкції та підсилення будівельних елементів. Моделювання дозволяє детально аналізувати напружено-деформований стан конструкцій, прогнозувати їх поведінку під навантаженням, а також порівнювати результати з експериментальними дослідженнями та традиційними деформаційними методиками. Процес моделювання був здійснений з урахуванням ортотропії деревини, для чого використовувалися об'ємні скінчені елементи, що описують механічні характеристики матеріалу. Зокрема, для деревини були враховані модулі пружності вздовж та впоперек волокон, а також коефіцієнти Пуассона, визначені експериментальними шляхами. Для армованих елементів використовувалися аналогічні елементи, що моделюють вуглецеву стрічку та сталеву арматуру. Отримані результати чисельного моделювання були порівняні з даними експериментальних досліджень та результатами, отриманими за допомогою деформаційної методики. Статистичний аналіз показав, що чисельне моделювання в ПК ЛІРА-САПР має середнє відхилення від експериментальних даних на рівні 21% для балок з клеєної деревини та 6,5% для деформаційної методики. Для армованих балок відхилення становить 29% для МСЕ і 7,3% для деформаційної методики. Результати чисельного моделювання показали, що програмний комплекс ЛІРА-САПР дозволяє точно визначати напруження та деформації дерев’яних конструкцій, однак деформаційна методика продемонструвала кращу точність для армованих елементів. Статистичний аналіз підтвердив, що обидва підходи є ефективними для проектування, зокрема для армованих конструкцій з деревини, при цьому деформаційна методика є більш точною в умовах підвищеного навантаження. Визначено, що для проектування армованих дерев’яних конструкцій обидва підходи можуть бути використані в залежності від вимог до точності та швидкості моделювання
