|
84 сания механических свойств и критериев разрушения материалов системы ЗФО показал, что современный научно-методический аппарат располагает фундаментальными методами механики деформируемого твердого тела и дает основу для развития механики структурно-неоднородных тел и механики трещин, математических моделей механики поврежденной сплошной среды и теории закритического деформирования, применительно к строительным материалам. 6. Но то, чем располагает наука сегодня, уже не может удовлетворять проектировщиков при решении вопросов безопасности строительных объектов. Для этого необходимо изучение влияния вида напряженного состояния и устойчивости процессов структурного разрушения неоднородных сред, построение соответствующих диаграмм в пространстве напряжений, изучение степени реализации стадии закритического деформировании в локальной области в зависимости от свойств окружающего материала и нагружающей системы на основе разработки моделей накопления повреждений. 7. Проведение таких исследований становится возможным при использовании методов математического моделирования с использованием современных численных методов и программных комплексов, реализующих их на ЭВМ. Численные методы и, в частности, МКЭ, который выбран в качестве инструмента исследования, в настоящее время являются мощным научным инструментом, а во многих ситуациях единственным, в процессе проектирования новых и, особенно, для анализа и прогнозирования поведения уже существующих зданий и сооружений. 8. Учитывая, что в строительной отрасли широко применяются типовые конструкции и типовые проекты зданий и сооружений, а программный комплекс ANSYS имеет встроенный язык параметрического проектирования (APDL), который расширяет возможности программы за пределы традиционного конечно-элементного анализа и позволяет создавать свои проблемноориентированные программы, именно этот комплекс выбран в качестве основного средства анализа системы ЗФО. 9. Определено, что монтажные работы остаются все еще трудоемкими. |
что в них, как правило, не учитываются процессы структурного разрушения и деформационного разупрочнения материалов и свойства нагружающих систем; учет влияния вида напряженного состояния и процессов структурного разрушения неоднородных сред становится возможным при использовании методов математического моделирования с применением современных численных методов и программных комплексов, реализующих их на ЭВМ; на основании проведенного анализа современного состояния и подходов к решению проблемы безопасности зданий и сооружений с развивающимися трещинами и дефектами при воздействиях, не предусмотренных при проектировании этих объектов, приводится обоснование состава и структуры частных задач исследования. Во второй главе рассматривается создание базовой математической модели и ее численного аналога для прочностного анализа пространственной системы «здание-фундамент-основание», Основное внимание уделено формулировке условий на границах областей системы для различных расчетных случаев и решению проблемы замыкания краевой задачи определяющими соотношениями; предложен эффективный алгоритм построения конечно-элементной модели сооружения для проведения вычислительных экспериментов; по результатам анализа механического поведения материалов грунтового основания и железобетона предложены возможные варианты моделей определяющих соотношений, учитывающие влияние шаровой части тензора напряжений в определяющих соотношениях теории пластического течения и упруго-хрупкого разрушения, а для материала кирпичной кладки разработана математическая модель механического поведения, учитывающая накопление упруго-хрупких повреждении, т.е. явление деформационного разупрочнения на закритической стадии и ортотропию свойств материала, как исходного, так и поврежденного в условиях сложного напряженного состояния, которая является обобщающей и для бетона; разработаны алгоритмы пошагового решения для упруго-хрупких и упруго-пластичных материалов. 17 реконструкции зданий и сооружений для обеспечения безопасности строительных объектов в непроектных ситуациях, с целью снижения материалоемкости и затрат на строительство. Выводы по главе 1. Анализ проблемы безопасности строительных объектов показал, что в настоящее время то, что имеет практика проектирования по нормированию безопасности зданий и сооружений, недостаточно для предотвращения аварий при изменении условии их эксплуатации 2. Нормирование безопасности должно представлять собой многокритериальную оценку, и настоящее исследование направлено на разработку таких критериев и параметров. 3. Проведенный анализ существующих моделей и методов расчета сооружений показал, что в области расчета зданий и сооружений собран большой теоретический и экспериментальный материал по расчету отдельных элементов зданий и в меньшей степени разработаны методы совместного расчета здания, фундамента и деформируемого грунтового основания как единого целого. Для заключения о возможности дальнейшей эксплуатации каждого конкретного здания или необходимости его усиления при непроектных воздействиях требуется более точное моделирование геометрии совместно с фундаментом и основанием и учет закономерностей механического поведения строительных материалов. 4. Аналитический обзор существующих математических моделей описания механических свойств и критериев разрушения материалов системы «зданиефундамент-основание» показал, что современный научно-методический аппарат располагает фундаментальными методами механики деформируемого твердого тела и дает основу для развития механики структурно-неоднородных тел и механики трещин, математических моделей механики поврежденной сплошной среды и теории закритического деформирования, применительно к строительным материалам 71 * 5. Но то, чем располагает наука сегодня, уже не может удовлетворять проектировщиков при решении вопросов безопасности строительных объектов. Для этого необходимо изучение влияния вида напряженного состояния и устойчивости процессов структурного разрушения неоднородных сред, построение соответствующих диаграмм в пространстве напряжений, изучение степени реализации стадии закритического деформировании в локальной области в зависимости от свойств окружающего материала и нагружающей системы на основе разработки моделей накопления повреждений. 6. Проведение таких исследований становится возможным при использовании методов математического моделирования с использованием современных численных методов и программных комплексов, реализующих их на ЭВМ. Численные методы и, в частности, метод конечных элементов, который выбран в качестве инструмента исследования, в настоящее время являются мощным научным инструментом, а во многих ситуациях единственным, в процессе проектирования новых и, особенно, для анализа и прогнозирования поведения уже существующих здании и сооружении. 7. Учитывая, что в строительной отрасли широко применяются типовые конструкции и типовые проекты здании и сооружении, а программный комплекс АШУБ имеет встроенный язык параметрического проектирования (АРПЬ), который расширяет возможности программы за пределы традиционного конечно-элементного анализа и позволяет создавать свои проблемно-ориентированные программы, именно этот комплекс выбран в качестве основного средства анализа системы «здание-фундамент-основание». 72 |