Исследование напряженно-деформированного состояния оболочки "YASUNI" методами бионической архитектуры на основе численного моделирования

Архитектуру и строительство сложно представить без большепролетных оболочек различного назначения и, учитывая запросы архитекторов, новые достижения в численном моделировании поверхностей, введение в обращение новых групп поверхностей, обладающих определенными заданными свойствами, появление новых форм и видов тонкостенных конструкций такого типа неизбежно. Бионический подход к решению этих задач расширяет границы данных возможностей. В статье исследуется напряженно-деформированное состояние новой неканонической оболочки «YASUNI», проектируемой из монолитного железобетона с применением современной расчетной системы конечно-элементного анализа конструкций. Форма оболочки составлена на основе образов представителей местной флоры Эквадора. Форма оболочки имитирует лист цветка, лежащего на рельефе местности. Треугольная конечно-элементная сетка создана путем гармоничного объединения формы листьев лилии и маргаритки в единую конструкцию. Оболочка проектируется монолитной из различных классов железобетона (В25, В30, В35) толщиной от δ = 5 см до δ = 10 см с шагом 1 см без контурных балок. Конструкция рассчитывается на восприятие равномерно-распределенного собственного веса. Приводятся первые результаты исследования напряженно-деформированного состояния оболочки «YASUNI». Авторы продолжают изучение работы данной оболочки при различных геометрических параметрах, граничных условиях с добавлением контурных элементов. Благодаря вычислительному комплексу SCAD OFFICE, обладающему достаточной точностью для выполнения расчетов, можно добиться наиболее выгодных технико-экономических показателей рассматриваемой неканонической оболочки.

Stress-strain state investigation of the "YASUNI" shell by bionic architecture methods based on numerical modeling

It is hard to imagine architecture and construction without large-span shells of various applications and taking into consideration the requests of architects, the new achievements in numeral modeling of the surfaces and introduction of new groups of tailored surfaces, the appearance of new forms and types of thin-walled shell structures of this kind is inevitable. The bionic method of solving these tasks pushes the boundaries of these opportunities. The subject being studied is the stress strain state of new uncanonical shell “YASUNI”, designed of monolithic reinforced concrete with the use of modern finite element analysis settlement system. The form of the shell is built on the basis of images of the Ecuadorian flora. The form of the shell imitates a leaf of a flower laying on the lay of the land. The triangle finite-element mesh is created with a harmonic fusion of lily and daisy in a single structure. The shell is designed as a solid-cast one, made of different classes of reinforced concrete (В25, В30, В35) with thickness from δ = 5 cm to δ = 10 cm with a step 1 cm without contouring beams. The structure is subjected to self-weight. The article introduces the first results of the research of stress strain state of the shell “YASUNI”. The authors continue the research of the work this shell with different geometrical parameters, the boundary conditions with the addition of contour elements. Due to the computing complex SCAD OFFICE, precision of which is enough to perform calculations it is possible to reach the most advantageous technical-and-economic indexes of the researched uncanonical shell.