Моделирование разрушения внецентренно нагруженной стеновой панели, изготовленной по каркасной технологии

Моделируется неоднородное распределение напряжений в многослойной ограждающей конструкции, отдельные слои которой выполнены из бетонов, различных по своим механическим свойствам, и жестко скреплены друг с другом. Подобные конструкции представляют значительный практический интерес, поскольку их теплоизоляционные свойства могут быть существенно выше, чем у однородных плит той же толщины (при сохранении необходимых механических свойств). Обсуждается вид критерия прочности для панелей изучаемого типа. На примере конкретной панели поставлена задача об определении эквивалентных и главных напряжений в ней под действием нагрузок и кинематических ограничений, характерных для промышленных и гражданских зданий. Для численного моделирования стационарного нагружения панели используется конечно-элементный пакет ANSYS Workbench. Обсуждается нефизичное поведение решения (возрастание напряжений вблизи некоторых ребер панели) при измельчении расчетной сетки. Показано, что в рамках модели изотропного линейно-упругого тела данный феномен связан с несогласованностью граничных условий задачи на поверхностях, имеющих общее ребро, выступающее в роли концентратора напряжений; предложен метод решения этой проблемы. Разработанный подход используется для определения критической нагрузки, при которой плита начинает разрушаться.