Абсолютно твёрдое тело (АТТ) (неизменяемая или жесткая система) - это механическая система, расстояние между точками которой не меняется в условиях рассматриваемой задачи.
(Механическая система - совокупность материальных точек, движение и положение которых в пространстве взаимосвязано)
Абсолютно жесткое тело (АЖТ) - это группа узлов, перемещения которых кинематически связаны по закону движения абсолютно твёрдого тела (перемещение без деформации).
Пример использования АЖТ - моделирование опирания плиты перекрытия на колонну: в уровне плиты создаётся ряд узлов, расположенных точно по контуру сечения колонны, затем, эти узлы объединяются в АЖТ.
Абсолютно жесткая (EI = ∞) вставка - это недеформируемая часть стержневого элемента.
Абсолютно жесткие вставки используются, как правило, при нарушении соосности стыковки стержней в узле.
Моделирование конструкций с использованием абсолютно жестких тел (АЖТ)
Про использование абсолютно жёстких тел в SCAD можно прочитать здесь: ссылка
Про использование абсолютно жёстких тел в ПК Лира Софт можно прочитать здесь: ссылка
В месте примыкания колонн, пилонов и стен к перекрытиям и покрытиям формируется АЖТ.
АЖТ призвано уменьшить значение изгибающих моментов, возникающих на опоре и избежать пика армирования плиты внутри сечения колонны, пилона или стены.
То есть внутри сечения колонны, пилона или стены получается как бы бесконечная жесткость, а армирование плиты нужно начинать только с грани колонны, пилона или стены.
Моделирование конструкций с использованием абсолютно жестких вставок:
Про использование абсолютно жёстких вставок в SCAD можно прочитать здесь: ссылка
Про использование абсолютно жёстких вставок в ПК Лира Софт можно прочитать здесь: ссылка
Цель введения жестких вставок - создание кинематической связи перемещений.
При введении в стержневые элементы абсолютно жестких вставок гибкая часть стержня отодвигается от узлов элемента на длину задаваемой абсолютно жесткой вставки. При этом нагрузки, задаваемые на стержень с абсолютно жесткими вставками, привязываются к началу гибкой части. Усилия вычисляются только в гибкой части стержня, и, поэтому, при проверке равновесия в узле, где присутствует такой стержень, нужно производить перенос усилий из гибкой части стержня в узел, с учётом заданной нагрузки на жесткую вставку.
Абсолютно жесткие вставки используются, как правило, при нарушении соосности стыковки стержней в узлах для учета эксцентричности стыковки элементов:
- при моделировании двухступенчатой колонны (стык подкрановой и надкрановой частей колонны):
- при моделировании рёбер в плитах и оболочках, подпёртых (подкреплённых) рёбрами, эксцентрично расположенными по отношению к срединной поверхности
(продольные оси ребер, моделируемых стержнями, не лежат в срединной плоскости плиты)
Для этого на концах стержней, моделирующих ребра плиты, вводят жесткие вставки, через которые стержень прикрепляют к узлам плиты:
Влияние на напряженно-деформированное состояние: При моделировании с использованием абсолютно жестких вставок общий изгиб оребренной плиты представляется в виде изгиба плитной части конструкции и пары сил, образованной мембранными напряжениями плиты (оболочечного элемента) и продольной силой в стержне:
Подробнее см. Скорук Л. "Поиск эффективных расчётных моделей ребристых железобетонных плит и перекрытий"
Здесь стоит отметить, что для плит с широкими ребрами моделировать следует не с использованием абсолютно жестких вставок, а с использованием абсолютно жестких тел, так как изгиб плиты в пролете между подкрепляющими ребрами будет заметно большим, чем в том случае, когда будет учитываться сокращение пролета плиты за счет ширины ребра.
- при моделировании смещения расчётной оси, проходящей через центр тяжести в местах изменения толщины поясов рам переменного сечения:
- при моделировании шарнирного примыкания к колонне ригелей с эксцентриситетом
- при моделировании этажного опирания балок
- при моделировании примыкания к колонне ригелей разной высоты
- при учёте вутов в стропильных конструкциях; при моделировании "реальных размеров" узлов
- и т. п.
Более подробно с нюансами применения абсолютно жестких вставок и жестких тел можно ознакомиться в труде А.С. Городецкого, И.Д. Евзерова "Компьютерные модели конструкций", 2005
