Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Трещев Александр Анатольевич, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РААСН, , Тульский государственный университет, г. Тула, Российская Федерация E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-8601-4021 Андронов Антон Максимович, аспирант, Тульский государственный университет, г. Тула, Российская Федерация E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Теличко Виктор Григорьевич, доктор технических наук, профессор, Тульский государственный университет, г. Тула, Российская Федерация E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0009-0002-7898-8664 |
| Название статьи. | Моделирование многоэтажного здания с учетом повреждаемости и влияния деформируемого основания при условии сложного нагружения |
| Аннотация. | Постановка задачи. Ускорение технологических изменений и увеличение требований к экономичности и надёжности конструкций в XXI веке требуют пересмотра и совершенствования методов строительной механики. Кроме того, изучение процессов деформирования материалов, таких как бетон, графиты, полимеры, (скальные) грунты и других, показали, что их механическое поведение во многом отличается от традиционных представлений. Таким образом, разработка новых достоверных расчётных моделей, описывающих поведение таких материалов становится всё более актуальной. Цель исследования заключается в разработке усовершенствованной методики прочностного анализа на основе расчета методом конечных элементов комбинированных систем в форме здания на многослойном упругопластическом основании. Учитывается чувствительность физико-механических характеристик материалов к виду напряжённого состояния, развитие пластических деформаций в арматуре, повреждаемость, наведенная неоднородность, трещинообразование. Задачи исследования заключаются в получении количественных оценок, а также сравнение результатов с другими распространенными методами определения напряжённо-деформированного состояния железобетонного жилого здания, расположенного на основании из нескольких слоёв скального грунта, с учётом комплекса нагрузок, включающих сейсмические и ветровые воздействия. Результаты. В статье представлена новая версия метода расчёта комбинированных систем «здание-основание». В основе метода лежат новые приближения нелинейных диаграмм деформирования для скальных грунтов. Также подробно описан разработанный плоский гибридный конечный элемент. Получены результаты расчета напряженно-деформируемого состояния комбинированной системы типа «здание-основание» под действием нагрузок в соответствии с действующими нормативными документами для особых сочетаний нагрузки. Выводы. Показано, что для получения адекватного прогноза характеристик напряженно-деформируемого состояния системы «здание-основание» в условиях сложного сочетания нагрузок точный учет «усложненной» механической работы материалов играет критическую роль. Достоверность полученных результатов оценивалась путем сравнения с расчетами в современных программных комплексах, упрощенными теориями. |
| Ключевые слова. | гибридный конечный элемент, железобетон, деформируемое основание, метод конечных элементов, разносопротивляемость, повреждаемость |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Aleksandr A. Treshchev, doctor of technical sciences, professor, corresponding member of the RAACS, Tula State University, Tula, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0000-0001-8601-4021 Anton M. Andronov, post-graduate student, Tula State University, Tula, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Victor G. Telichko, doctor of technical sciences, professor, Tula State University, Tula, Russian Federation E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , ORCID: 0009-0002-7898-8664 |
| Title of the article | Modeling of a multi-storey building taking into account damage and the influence of a deformable base under conditions of complex loading |
| Abstract. | Problem statement. The acceleration of technological changes and the increase in requirements for the efficiency and reliability of structures in the 21st century require a revision and improvement of methods of structural mechanics. In addition, the study of the deformation processes of materials such as concrete, graphite, polymers, (rocky) soils and others has shown that their mechanical behavior differs in many ways from traditional concepts. Thus, the development of new reliable computational models describing the behavior of such materials is becoming increasingly relevant. The purpose of the study is to develop an improved method of strength analysis based on finite element calculation of combined systems in the form of a building on a multilayer elastoplastic base. The sensitivity of the physical and mechanical characteristics of materials to the type of stress state, the development of plastic deformations in the reinforcement, damage, induced heterogeneity, cracking are taken into account. The objective of the study is to obtain quantitative estimates and to compare the results with other common methods of determination of the stress-strain state of a reinforced concrete residential building located on a base of several layers of rocky soil, taking into account a complex of loads including seismic and wind impacts. Results. A new method for calculating combined “building-base” systems has been proposed, using new theoretical approximations for deformation diagrams of rocky soils. The developed flat hybrid finite element has been fully described. The stress-strain state of combined “building-base” systems under various loads has been calculated according to current regulations for special load cases. Conclusions. It has been shown that accurate calculation of the mechanical behavior of materials is crucial for obtaining an accurate forecast of the stress-strain characteristics of the “building-base” system under complex load conditions. The reliability of the obtained results was assessed by comparison with calculations in modern software packages and simplified theories. |
| Keywords. | hybrid finite element, reinforced concrete, deformable base, finite element method, different resistance, damage |
| Для цитирования: | Трещев А.А., Андронов М.А., Теличко В.Г. Моделирование многоэтажного здания с учетом повреждаемости и влияния деформируемого основания при условии сложного нагружения // Известия КГАСУ, 2024, № 4(70), с. 144-157, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/70.13, EDN: LQVYSF |
| For citations: | Treshchev A.A., Andronov M.A., Telichko V.G. Modeling of a multi-storey building taking into account damage and the influence of a deformable base under conditions of complex loading // News of KSUAE, 2024, № 4(70), с. 144-157, DOI: 10.48612/NewsKSUAE/70.13, EDN: LQVYSF |
