Компьютерное моделирование процессов жизненного цикла конструкций

Непрерывно увеличивающаяся мощность современных компьютеров (быстродействие, память, операционные среды) и современные фундаментальные методы строительной механики (метод конечных элементов, методы решения нелинейных задач — учет физической и геометрической нелинейностей, нелинейная динамика и др.) создают предпосылки для компьютерного моделирования процессов жизненного цикла конструкций. Если в докомпьютерный период инженерконструктор оперировал с расчетными схемами и, по сути, в его задачу входило определить напряженно-деформированное состояние конструкции, соответствующее принятой расчетной схеме, то сейчас имеется возможность проводить компьютерное моделирование различных процессов:

• • процесса возведения, когда НДС определяется для всех последовательно изменяемых конструктивных схем, соответствующих этапам возведения, и модель возведенной конструкции «хранит память» об истории возведения;
• • процесса нагружения, когда, например, для железобетонных конструкций имеется возможность проследить начальные стадии линейно-упругой работы конструкции, стадии последовательного образования и развития трещин в бетоне и растянутой арматуре, стадии, непосредственно предшествующие разрушению, а также возможную полную или частичную разгрузку на любой из этих стадий и дальнейшее нагружение;
• • реологических процессов изменения НДС конструкции при длительном нагружении, связанных с ползучестью и изменением свойств материалов во времени;
• • динамических процессов, в том числе и для нелинейных систем, когда моделирование во времени динамического воздействия (на основе метода прямого интегрирования) дает возможность проследить включение и выключение односторонних связей, открытие и закрытие трещин и многие другие эффекты;
• • процессов приспособляемости конструкции при форсмажорных аварийных ситуациях, когда при внезапном выходе из строя одного или нескольких элементов конструкция старается приспособиться к новой ситуации, изменив (иногда за счет потери эксплуатационных качеств) свою первоначальную конструктивную схему, но не допустив обрушения всего сооружения.