Details

Тема выпускной квалификационной работы: «Упругая моментная среда в совместных расчётах сооружений и оснований». Данная работа посвящена решению научной проблемы корректного совместного расчёта стержней и сплошной среды, возникающей при моделировании общей расчётной схемы системы «Здание-фундамент-основание». Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Реализация матрицы жёсткости плоского конечного элемента с дополнительной, поворотной, степенью свободы в узле. 2. Разработка алгоритма совместного расчёта стержней и новых конечных элементов сплошной среды в плоской постановке. 3. Написание расчётной конечно-элементной программы. 4. Тестирование разработанной программы и апробация конечно-элементного алгоритма на примере расчёта жилого комплекса. Методы исследования основаны на анализе существующих разработок, а также проведении численных расчётов методом конечных элементов и сравнении их результатов с имеющимися аналитическими решениями, а также экспериментальными данными. В результате реализован плоский треугольный конечный элемент с дополнительной, поворотной, степенью свободы в узле в разработанном программном комплексе GeoFEMlib. Установлен новый способ задания жёсткостей в конечно-элементной постановке. Выполнен расчёт жилого комплекса, расположенного в республике Казахстан, совместно с основанием. Из-за того, что моментная среда получила возможность в численной постановке сопротивляться поворотным деформациям, полученная осадка и крен здания получились меньше, чем при расчёте с применением безмоментной среды.

The subject of the graduate qualification work is "An elastic momentary continuum in the joint calculations of structures and foundations". This work is devoted to solving the scientific problem of the correct joint calculation of kernels and continuums that occurs when modeling the joint calculation pattern of the "Building-foundation-footing" system. Tasks that were solved during the study: 1. The implementation of the stiffness matrix of a plane finite element with an additional rotary degree of freedom in the node. 2. Development of an algorithm for the joint calculation of kernels and new continuum finite elements in a plane setting. 3. Writing a calculated finite element program. 4. Testing the developed program and approbation of the finite element algorithm using the calculation of a residential complex as an example. The research methods are based on the analysis of existing developments and numerical finite-element calculations and comparison of their results with available analytical solutions and experimental data. As a result, a plane triangular finite element with an additional rotary degree of freedom in a node in the developed GeoFEMlib software package is implemented. A new method for specifying stiffnesses in a finite element formulation is established. The calculation of a residential complex located in the Republic of Kazakhstan, together with the footing is implemented. Due to the fact of the momentary continuum possibility to resist rotational deformations in a numerical formulation, the resulting draft and building roll were less than when using a momentless continuum.