Моделиране на строителни конструкции. Общи разпоредби и класификация на методите.

Симулацията се отнася до изследвания, проведени върху модели или реални инсталации, използващи методите на теорията за сходство при формулирането и обработката на експериментални резултати.

Явления, при които всички параметри (пълно сходство) или най-значимите (непълни сходства) се различават от съответните параметри на друго явление с определен (постоянен) брой пъти, наречен мащаб.

Числово идентичните критерии служат като признаци за сходство на явленията. Приликата на явленията може да бъде физическа и математическа. При физически подобни явления всички процеси имат еднаква физическа природа. При математически подобни явления процесите имат различна физическа природа, но се описват от едни и същи уравнения.

Под модели се разбират нагласи, комбинации от отделни елементи или сбор от логически представи, които възпроизвеждат явления или група явления, подобни на изследваните.

Моделите се подразделят на математически (позволяващи да се реализира математическо сходство), геометрични (придаващи само геометрично сходство, без да се отразява естеството на настъпващите явления), физически модели (запазващи сходството на основните физични процеси на изследваното явление).

Методът за моделиране е един от най-рационалните, удобни и достъпни за експерименти и наблюдения, помага да се спестят пари и материали и да се намали времето, а също така дава възможност за провеждане на по-задълбочени и по-обширни експериментални изследвания. Предимството на този метод е и възможността за обобщаване на експерименти, разширяване на получените резултати не само до една симулирана проба, но и до цяла група явления, устройства, подобни на симулираната проба и възпроизводими в различни мащаби.

Моделирането на строителни конструкции предполага експериментално изследване на напрегнато-деформираното състояние на конструкция, направено под формата на модел с определен мащаб. В зависимост от целите, в процеса на моделиране се разкрива общата картина на работата на конструкцията и нейната носеща способност и се получава пълна и подробна информация за напрегнато-деформираното състояние. В съответствие с тези цели се разработват изследователски методи, които до голяма степен са подобни на методите за изучаване на пълномащабни структури.

Методът за моделиране може да се приложи при изучаване на модели на проектирани структури за избор

оптимално дизайнерско решение. Това дава възможност за своевременно извършване на корекции в проекта, което ще намали обема на полевите тестове.

Особено важна е ролята на моделното изпитване на сложни конструкции - пространствени конструкции, тънкостенни черупки. Методите за изчисляването им се основават на редица хипотези, въведени без определена обосновка. Следователно е необходимо експериментално да се проучи подробно работата на такива конструкции. В същото време в началото се извършват проучвания на малки мащаби, дизайнът на конструкцията се усъвършенства и коригира, а след това се извършват проучвания на мащабни модели от материали, идентични с естествените и геометрично подобни на тях. Тези модели се използват за изследване на носещата способност на конструкциите или тяхното напрежено-деформирано състояние.

В зависимост от целите и методологията могат да се моделират следните параметри:

условията на въздействие на различни видове товари върху сгради, конструкции (изграждане на модел на конструкция, върху която се моделират само контурите и характеристиките на външните повърхности);
проектни схеми на сгради и конструкции за изпълнение на експериментални механични изчисления вместо теоретични; моделът е механично устройство, което автоматично решава уравненията на структурната механика за дадена схема;
елементи на конструкции, за да се идентифицира напрегнатото състояние по повърхността и в участъци;
сгради, конструкции за изясняване на схемите за проектиране, естеството на схемата за напукване и разрушаване;
сгради и конструкции, за да идентифицират действителната им работа.

Моделирането може да бъде физическо и математическо.