И. М. Гаранжа a, Д. Р. Сахибгареева b, И. В. Танасогло c
Деформированное состояние плоских стальных и сталежелезобетонных рам при совместной работе с грунтовым основанием
a ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов «(РУДН)»,
b Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, b ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. В статье представлены результаты анализа деформированного состояния однопролетной плоской стальной и сталежелезобетонной рам при совместной работе с грунтовыми основаниями, залегающими на территории Москвы и Московской области. Усилия в исследуемой раме определялись методом конечных элементов, реализованном в ПВК «SCAD». Главной целью работы является сравнительный анализ моделирования грунтовых оснований при разных сечениях элементов рамы и видах оснований. Для этого была смоделирована плоская рама со столбчатым фундаментом в виде пластины. Полученные результаты позволяют оценить целесообразность использования сталежелезобетонного сечения для элементов каркаса по критерию деформативности, а также проанализировать взаимовлияние поворота фундаментов и перемещений характерных точек рамы.
Ключевые слова: деформированное состояние, сталежелезобетонные рамы, совместная работа с грунтовым основанием, модель грунтового основания, теория Винклера, теория Пастернака, глинистый грунт, песчаный грунт.
В. В. Губанов, А. Н. Миронов, А. В. Пчеленко, Я. А. Зикий
Моделирование деформаций жилого кирпичного здания в условиях неравномерных осадок
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. Данная работа включает в себя результаты исследования численных моделей кирпичного жилого здания, приводится описание создания аналитической объемной модели здания в программном комплексе ЛИРА-САПР 2013. Показаны особенности моделирования неравномерных осадок грунтового основания, вызванных вследствие нахождения здания на подрабатываемых территориях первой и второй группы. Проведен расчет величины перемещений основания в зависимости от длины здания и радиуса кривизны мульды сдвижения. Описано влияние неравномерных осадок на напряженно-деформируемое состояние несущих стен здания. Выполнен расчет ширины раскрытия трещин, при котором использовались данные о расположении и величине напряжений в стенах здания. В итоге выполнен анализ зависимости уровня подработки на НДС здания и условной осадки здания на процент пораженных трещинами несущих стен кирпичного здания.
Ключевые слова: здание, реконструкция, кирпичная кладка, объёмные конечные элементы, численное моделирование, фундамент, неравномерные осадки.
В. Ф. Мущанов, А. И. Демидов, А. Н. Оржеховский
Напряженно-деформированное состояние неупругой составной незамкнутой оболочки
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. В статье приводится численный расчет неупругой незамкнутой составной оболочки, состоящей из цилиндрической и конической части методом последовательных приближений на основании метода упругих решений. Задача упругости в каждом приближении решается разностным методом на основе вариационного уравнения Ж. Лагранжа в перемещениях точек срединной поверхности. При этом матрица системы уравнений от приближения к приближению не меняется. Изменяются только правые части, которые зависят от пластических деформаций. Сначала приводится постановка задачи: рассматривается круговая незамкнутая составная оболочка, состоящая из цилиндрической и конической части с шарнирно закрепленными меридиональными краями и жестко заделанными краями в окружном направлении. Оболочка находится под воздействием нормальной к срединной поверхности равномерно распределенной нагрузки. Формулируются граничные условия. Доказывается правомочность использования симметрии оболочки. Устанавливается сходимость решения упругой задачи путем двукратного сгущения сетки. Устанавливается момент появления первых пластических деформаций в наиболее нагруженном узле сеточной области. Приведено определение упруго-пластического состояния данной оболочки методом упругих решений: указано поле интенсивности касательных напряжений по толщине оболочки по всей сеточной области; приведено поле прогибов точек срединной поверхности по всей сеточной области в табличной форме и в виде объёмных и плоских графиков.
Ключевые слова: незамкнутая составная оболочка, вариационно-разностный метод, граничные условия, интенсивность касательных напряжений.
А. Н. Миронов, В. М. Анищенков, А. Н. Волчков
Напряжённо-деформированное состояние в трубобетонном элементе рамного узла с применением ригелей двутаврового сечения
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. В данной статье рассматривается узел сопряжения трубобетонной колонны круглого сечения с диаметром 220 мм и толщиной стенки металла 7 мм, длина фрагмента колонны 1 050 мм. Труба заполнена бетоном марки В15. В качестве ригелей рассматривается стальная балка двутаврового сечения (20Б1) длиной 1 100 мм. Примыкание ригелей к колонне обеспечивается двумя горизонтальными и четырьмя вертикальными накладками толщиной 5 мм при помощи сварки. В программном комплексе ЛИРА-САПР 2017 была создана модель данного узла и определены максимальные нормальные напряжения в стыках примыкания ригеля к колонне. Исследование проводилось на двух моделях: модель с бетоном и трубой, работающих совместно; модель с проскальзыванием бетона внутри стальной трубы, что позволило определить эффективность работы данного узла.
Ключевые слова: узел сопряжения трубобетонной колонны, продольная сила, трубобетонный элемент, совместная работа бетонного ядра и стальной оболочки, концентрация материалов, концентрация максимальных напряжений в стыках, расчёт по нормальным напряжениям, зоны с наибольшими нормальными напряжениями.