Метод конечных элементов (МКЭ) используется в строительстве и проектировании сооружений для расчёта напряжений, деформаций и других важных параметров в элементах конструкций. 1

Некоторые области применения МКЭ:

• Анализ узловых соединений. 1 Инженеры могут точно просчитать, как будет распределяться напряжение и какие деформации произойдут в узловых соединениях при различных нагрузках, включая ветровые, сейсмические или рабочие нагрузки. 1
• Оптимизация конструкции. 1 С помощью данных, полученных с помощью МКЭ, конструкторы могут выбрать наиболее подходящие размеры и формы элементов стального каркаса, а также типы соединений. 1 Это позволяет сократить вес и стоимость конструкции, не снижая её надёжности. 1
• Предсказание поведения конструкции. 1 МКЭ позволяет не только оценить текущее состояние узлов, но и предсказать, как они будут вести себя во время эксплуатации здания, что имеет решающее значение для предотвращения аварийных ситуаций. 1

Некоторые типы конструкций, для которых используется МКЭ:

• Стальные конструкции. 3 Учёт упруго-пластического поведения стали, моделирование сварных и болтовых соединений, анализ устойчивости тонкостенных элементов, оценка усталостной прочности при циклических нагрузках. 3
• Железобетонные конструкции. 3 Учёт нелинейных свойств бетона, моделирование сцепления арматуры с бетоном, анализ процессов ползучести и усадки бетона, расчёт с учётом последовательности возведения и нагружения. 3
• Композитные конструкции. 3 Учёт анизотропии материала, моделирование многослойных структур, анализ механизмов разрушения (расслоение, разрыв волокон, растрескивание матрицы), оптимизация ориентации волокон. 3
• Оболочечные конструкции. 3 Учёт геометрической нелинейности, анализ устойчивости и закритического поведения, моделирование взаимодействия с жидкостью или газом. 3

Для расчётов методом конечных элементов используются специализированные программные пакеты, например ANSYS и ABAQUS. 1