Математические модели деформирования и разрушения системы "здание-фундамент-основание" и вычислительные технологии оценки безопасных проектных решений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, доктор технических наук Кашеварова, Галина Геннадьевна

• Кашеварова, Галина Геннадьевна
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Кашеварова, Галина Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ И СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ СИСТЕМЫ «ЗДАНИЕ-ФУНДАМЕНТ-ОСНОВАНИЕ»

1.1. Анализ проблемы безопасности строительных объектов.

1.2. Основные причины и формы деформирования и разрушения многоэтажных зданий.

1.3. Обоснование системного подхода к моделированию строительного объекта

1.4. Анализ существующих моделей расчета здания совместно с фундаментом и основанием.

1.5. Аналитический обзор математических моделей описания механических свойств и критериев разрушения материалов системы «здание-фундамент-основание».

1.5.1. Кирпичная кладка.

1.5.2. Бетон и железобетон.

1.5.3. Грунты.

1.6. Обоснование выбора метода прочностного анализа зданий и сооружений и программного комплекса для его реализации.

1.7. Обоснование состава и структуры частных задач исследования.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ БАЗОВОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ЕЕ ЧИСЛЕННОГО АНАЛОГА ДЛЯ ПРОЧНОСТНОГО АНАЛИЗА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ «ЗДАНИЕ-ФУНДАМЕНТ-ОСНОВАНИЕ».

2.1. Разработка базовой математической модели для прочностного анализа пространственной системы «здание-фундамент-основание».

2.2. Применение метода конечных элементов для численной реализации математической модели прочностного анализа системы ЗФО.

2.2.1. Разработка эффективного алгоритма построения конечно-элементной модели системы «здание-фундамент-основание».

2.2.2. Вариационная постановка метода конечных элементов для численной реализации линейных краевых задач.

2.3. Обоснование выбора определяющих соотношений нелинейной упругости и пластичности для замыкания краевой задачи.

2.3.1. Модель физически нелинейного упругого материала.

2.3.2. Модель деформационной теории пластичности.

2.3.3. Теория пластического течения в расчетах грунтового основания.

2.3.4. Модель пластического течения Друккера - Прагера.

2.4. Разработка и применение моделей определяющих соотношений упруго-хрупких материалов с учетом структурного разрушения (накопления повреждений).

2.4.1. Модель упруго-хрупкого поведения бетона (железобетона).

2.4.2. Создание обобщающей математической модели механического поведения упруго-хрупких материалов (кирпичной кладки).

2.4.3. Определение критериев открытия - закрытия трещины.

2.4.4. Описание модели разрушения упруго-хрупкого материала при сложном напряженном состоянии.

2.5. Разработка алгоритмов численной реализации нелинейных краевых задач

2.5.1. Алгоритм пошагового решения краевой задачи для упруго-хрупких материалов.

2.5.2. Алгоритм метода последовательных приближений для упруго-пластичных материалов (теории течения).

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ СВОЙСТВ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ, ПРОВЕДЕНИЕ НАТУРНЫХ И ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ПОЛНОЙ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

3.1. Определение рационального коэффициента сдвига слоев в перевязанных швах кладки.

3.2. Разработка методики численного прогнозирования эффективных свойств кирпичной кладки (модулей упругости, модулей сдвига и коэффициентов Пуассона).

3.3. Исследование влияния упругих характеристик компонентов (кирпича, раствора и металлических армирующих сеток) на эффективные характеристики кладки.

3.4. Проведение натурных экспериментов для построения полной диаграммы деформирования кирпичной кладки.

3.5. Проведение численных экспериментов по исследованию процесса разрушения образца кирпичной кладки для построения полной диаграммы деформирования.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ТРЕЩИН В НЕСУЩЕЙ КИРПИЧНОЙ СТЕНЕ.

4.1. Численное решение линейной краевой задачи о неравномерной осадке кирпичной стены и исследование качества решения.

4.2. Анализ влияния ортотропии упругих свойств материала на НДС кирпичной стены.

4.3. Исследование основных закономерностей и механизмов разрушения кирпичной стены при изгибе.

4.3.1. Численные исследования деформирования и разрушения кирпичной стены с использованием разработанной модели, учитывающей накопления повреждений.

4.3.2. Определение резерва несущей способности конструкции.

4.3.3. Верификация результатов численной реализации.

4.3.4. Исследование влияния механических характеристик материала на процесс разрушения.

4.3.5. Сравнение результатов численного решения с результатами натурных экспериментов.

4.4. Исследование влияния нагружающей системы (фундамента и грунтового основания) на процесс разрушения кирпичной стены.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНИЦ ПРИМЕНИМОСТИ УПРОЩЕННЫХ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ МЕТОДОМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

5.1. Численная реализация базовой математической модели для расчета НДС пространственной системы ЗФО и анализ практической сходимости.

5.1.1. Исследование сходимости решения и точности полученных результатов с помощью метода подмоделей.

5.1.2. Тестирование используемой программы с помощью петч-теста.

5.2. Численное моделирование, анализ качества решения и границ применения расчетной схемы здания в виде отдельной несущей стены.

5.2.1. Оценка практической сходимости и точности полученных результатов.

5.2.2. Учет структурного разрушения материалов кирпичной кладки и бетона при расчете несущей стены с оконными проемами.

5.2.3. Сравнительный анализ границ применимости плоской и пространственной моделей.

5.3. Анализ возможности моделирования здания без оконных и дверных проемов.

5.4. Исследование необходимости включения в расчет коробки здания при расчете фундамента.

5.5. Анализ возможности расчета фундамента по схеме плоской задачи и целесообразности учета нелинейных свойств грунта.

5.6. Исследование влияния размеров грунтового массива и граничных условий на НДС здания в системе «здание-фундамент-основание».

Выводы по главе.

ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕКОНСТРУКЦИИ РЕАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ.

6.1. Ретроспективный анализ причин деформирования и разрушения жилого пятиэтажного кирпичного здания с использованием разработанной математической модели.

6.2. Разработка и применение вычислительной технологии решения пространственной задачи встраивания нового здания в существующую застройку.

6.2.1. Численный анализ проекта фундаментной плиты под новое здание

6.2.2. Исследование влияния нового здания на существующие.

6.2.3. Численные исследования по усилению фундаментов соседних зданий2Ъ%

6.3. Численные исследования возможности безопасной реконструкции существующего здания на закарстованной территории.

6.3.1. Определение дополнительных осадок от пристраиваемых конструкций и анализ напряженно-деформированного состояния здания и фундамента.

6.3.2. Анализ напряженно-деформированного состояния здания и фундамента с учетом возникновения карстовых воронок.

6.3.3. Численный анализ конструкции усиления существующего здания.

6.4. О необходимости использования пространственной модели системы ЗФО для обоснования решения о возможной реконструкции здания, расположенного на площадке с уклоном.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математические модели деформирования и разрушения системы "здание-фундамент-основание" и вычислительные технологии оценки безопасных проектных решений»

Строительные сооружения являются объектами длительного пользования и в процессе эксплуатации могут подвергаться разнообразным внешним воздействиям, в том числе, не предусмотренным первоначальным проектом (непроектными воздействиями). Это может быть реконструкция существующих зданий, пристрой или встраивание в существующую застройку новых зданий, что вызывает дополнительные усилия от новых эксплуатационных нагрузок и нередко - появление неравномерных осадок фундаментов в дополнение к тем осадкам, которые произошли с момента строительства. Неравномерные осадки могут также появиться в результате изменения физико-механических свойств грунтов, залегающих под подошвами фундаментов, причинами которого могут стать негативные геодинамические процессы (повышение или понижение уровня грунтовых вод, выход на поверхность карстовых воронок и др.), локальное увлажнение просадочных или набухающих грунтов из-за нарушения технологического процесса при возведении зданий или правил их эксплуатации. Эти и другие воздействия могут вызвать различные формы деформации здания, появление трещин, а в некоторых случаях приводят к разрушению здания.

На современном этапе в строительном проектировании происходит переход от основополагающего критерия несущей способности конструкций к критерию безопасности зданий и сооружений, что помимо прочностного анализа и оценки надежности предполагает прогнозирование поведения строительного объекта в аварийных ситуациях при частичной потере несущей способности. Связано это с участившимися авариями строительных объектов, вызванными чаще всего непроектными воздействиями.

Проблема безопасности до недавнего времени не фиксировалась в нормативных документах РФ по проектированию и строительству и требуется разработка рекомендаций по комплексной системе показателей, для создания и переработки существующих норм и стандартов. Способы нормирования безопасности связаны с количественными и качественными критериями и параметрами, для получения которых необходимо развитие научных основ анализа строительных конструкций в рамках представлений о разрушении как о результате потери устойчивости процессов неупругого деформирования. Это позволит разработать систему оценок по параметрам, влияющим на начало и развитие процесса разрушения, на резерв несущей способности, на энергетическую катастрофичность разрушения зданий и сооружений и предполагает разработку математических моделей накопления повреждений и структурного разрушения строительных материалов.

Современные здания (сооружения) - это сложные многоэлементные системы, обладающие неоднородной структурой с различными прочностными и деформационными характеристиками элементов конструкций, включающие в себя кроме самого здания, также и подземную часть - фундамент и грунт, которые по отношению к зданию являются нагружающими системами и оказывают существенное воздействие на процесс разрушения. Для выявления качественных закономерностей и построения количественных зависимостей процессов деформирования и разрушения строительных объектов наиболее целесообразным, а во многих случаях - единственно возможным способом является математическое моделирование. При этом необходим учет реальной геометрической формы сооружения в рамках единой модели с фундаментом и основанием, неоднородности и нелинейного поведения строительных материалов (кирпичной кладки, железобетона, грунта) и различных комбинаций граничных условий при решении краевых задач. Это становится возможным при использовании современных численных методов и программных комплексов, реализующих их на ЭВМ.

В настоящее время здание, фундамент, грунтовое основание и другие конструктивные элементы сооружения (плиты перекрытий, колонны, несущие стены и др.) чаще всего рассматриваются отдельно друг от друга с использованием разных расчётных схем без учета взаимного влияния и определения границ применимости таких расчетных моделей. Методы решения комплексной задачи - совместного расчета здания, фундамента и деформируемого грунтового основания - разработаны в меньшей степени, хотя в настоящее время некоторые исследователи уже обращаются к методам численного моделирования сооружений с использованием ЭВМ (А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин, Л.А. Бартоломей, М.С. Чухлатый и др.), выделяя те или иные аспекты в своих исследованиях. Обычно это расчеты, связанные с определением напряженно-деформированного состояния сооружений без учета накопления структурных повреждений в конструкциях здания; некоторые авторы ограничиваются рассмотрением плоских моделей, чаще всего в линейной постановке, или нелинейность поведения материалов учитывается при моделировании свойств грунтового основания.

Актуальность настоящего диссертационного исследования вытекает из сложившегося противоречия между необходимостью прогнозирования поведения зданий и сооружений при изменении условий эксплуатации и обеспечения их безопасности - с одной стороны и отсутствием теоретических исследований процессов деформирования существующих сооружений с развивающимися трещинами или дефектами - с другой. Данное противоречие преодолевается решением следующей научной проблемы:

- развитие методологии создания математического и программного обеспечения для исследования процессов деформирования и разрушения зданий и сооружений и определения резервов их несущей способности при накоплении структурных повреждений.

Это определило цель и задачи исследования:

Целью работы является создание научно-обоснованной математической модели и ее численного аналога пространственной системы «здание -фундамент - основание», обеспечивающих возможность учета появления трещин в кирпичной кладке или бетоне (железобетоне), неоднородности, нелинейного поведения и изменчивости свойств грунтового основания; разработка научно-методических основ применения вычислительных технологий оценки решений, в условиях возникновения воздействий, не 9 предусмотренных первоначальным проектом, внедрение которых имеет существенное значение для решения проблемы безопасности зданий и сооружений.

Для достижения цели требуется решить следующие задачи:

1. Разработать базовую математическую модель пространственной системы «здание-фундамент-основание» (ЗФО) для исследования напряженно-деформированного состояния элементов конструкций при различных внешних воздействиях, методику построения конечно-элементной модели системы ЗФО и разработать универсальную программу для построения и расчета типовых зданий для использования ее при проектировании новых и реконструкции существующих объектов строительства.

2. Разработать математическую модель механического поведения кирпичной кладки в условиях сложного напряженного состояния, учитывающую структурные разрушения и деформационное разупрочнение для анализа процессов деформирования и разрушения несущих стен кирпичных зданий. Выполнить исследование и верификацию алгоритма решения задачи.

3. Разработать методику численного прогнозирования эффективных деформационных и прочностных характеристик структурно-неоднородного материала кирпичной кладки. Провести натурные и численные эксперименты по исследованию процесса разрушения образца кирпичной кладки для получения полной диаграммы деформирования упруго-хрупкого материала кирпичной кладки.

4. Провести комплексный анализ факторов, влияющих на процесс образования и развития дефектов (условия зарождения трещины, кинетику ее продвижения, резерв несущей способности конструкции и др.) в кирпичной стене на основе численных и натурных экспериментов и с учетом свойств нагружающих систем. Провести исследование и верификацию алгоритмов решения задач и верификацию модели натурным экспериментам.

5. Провести численные эксперименты по определению границ применимости некоторых упрощенных расчетных моделей системы ЗФО, используемых в инженерной практике. Разработать комплекс проблемно-ориентированных программ для оценки НДС элементов строительных конструкций. Выполнить исследование и верификацию алгоритмов решения задач и программного обеспечения.

6. Разработать научно-методических основы и реализовать на практике вычислительные технологии оценки решений, обеспечивающие безопасность зданий и сооружений в условиях возникновения воздействий, не предусмотренных первоначальным проектом.

Таким образом, объектом исследования является система «здание-фундамент-основание», а предметом исследования математические модели и их численные аналоги процессов деформирования и разрушения сооружений; разработка научно-методических основ оценки их несущей способности и безопасности под влиянием непроектных внешних воздействий.

Основу методологической и теоретической базы исследования составили научные труды отечественных и зарубежных авторов в области математического моделирования (С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, А.А. Самарский, П.В. Трусов, Дж. Эндрюс, Р. Мак-Лоун и др.), механики деформируемого твердого тела (И.А. Биргер, В.Г. Зубчанинов, А.А. Ильюшин, JJ.M. Качанов, А.С. Кравчук, А.И. Лурье, В.А. Ломакин, Н.Н. Малинин, В.В. Новожилов, Б.Е. Победря, Л.И. Седов и др.), численных методов {О. Зенкевич, Г.И. Марчук, Дж. Оден, Б.Е. Победря, Л. Розин, А. Сегерлинд, Г. Стренг, Ф. Сьярле, Дж. Фикс, Р.В. Хемминг и др.), механики разрушения материалов (В.Э. Вильдеман, Ю.В. Соколкин, А.А. Ташкинов, Я.Б. Фридман и др.), методов расчета строительных конструкций (СМ. Алейников, В.И. Андреев, А.Н. Бамбура, В.А. Барвашов, В.Г. Федоровский, Л.А. Бартоломей, О.Я. Берг, В.В. Болотин, Н.М. Герсеванов, М.И. Горбунов-Пассадов, Т.А. Маликова, Л.И. Онищик, А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер, В.И. Соломин).

Научную новизну исследования составляют:

- постановка новой научной проблемы развития методологии создания математического и программного обеспечения для исследования процессов деформирования и разрушения существующих зданий с развивающимися трещинами и дефектами при воздействиях, не предусмотренных при проектировании этих объектов;

- создание обобщающей математической модели механического поведения упруго-хрупкого материала кирпичной кладки в условиях сложного напряженного состояния с учетом процессов структурного разрушения и деформационного разупрочнения материала, отличающейся от известного тем, что изначально (и после разрушения) материал является ортотропным;

- новая постановка задачи прогнозирования эффективных свойств кирпичной кладки в зависимости от свойств компонентов (кирпича, раствора, армирующих металлических сеток), методика и результаты ее решения;

- раскрытие новых закономерностей процесса разрушения кирпичных строений для разработки комплекса показателей оценки безопасности в зависимости от физико-механических свойств материала кирпичной кладки и свойств нагружающих систем;

- получение новой информации о взаимодействии элементов системы ЗФО, позволяющей наиболее рационально выбирать расчетные схемы в зависимости от поставленной цели при анализе несущей способности строительного объекта или прогнозировании его поведения при изменении внешних воздействий;

- исследование и научное обоснование границ применимости некоторых упрощенных расчетных моделей, традиционно используемых в проектировании строительных объектов;

- разработка научно-методических основ применения вычислительных технологий оценки решений, обеспечивающих безопасность зданий и сооружений при реконструкции существующих зданий, пристрое или встраивании в существующую застройку новых зданий, изменении свойств грунтового основания, т.е. при воздействиях, не предусмотренных первоначальным проектом.

Практическая значимость работы определяется наличием эффективных методик и алгоритмов решения поставленных задач, реализованных в виде компьютерных программ для проведения вычислительных экспериментов, которые могут быть использованы в проектных организациях, занимающихся, как проектированием, так и реконструкцией зданий и сооружений.

Основные разделы работы выполнялись в рамках тематического плана госбюджетных НИР по заданиям Министерства образования РФ по направлению «Совершенствование методов проектирования зданий, конструкций, оснований и фундаментов, санитарно-технических систем, дорожно-транспортных комплексов и строительных материалов с учетом энергосбережения и экологии». Работа поддержана грантами РФФИ-Урал №0401-97503 и №04-01-96067, в которых проект «Принципы и методы экспертных оценок безопасности поврежденных строительных конструкций на основе прогнозирования аварийных ситуаций и анализа деформационных ресурсов структурно-неоднородных материалов» направлен на решение фундаментальной задачи «Развитие научных основ уточненного прочностного анализа, включающего оценку безопасности, ответственных конструкций на основе комплексного анализа факторов, влияющих на характер процессов развития дефектов и определяющих живучесть систем; создание аналитической информационной системы экспертных оценок аварийности поврежденных строительных конструкций».

Внедрение результатов исследования. Методики теоретического исследования поведения зданий и сооружений на деформируемом грунтовом основании, а также программные продукты на их основе реализованы в виде проектных решений конкретных строительных объектов и переданы в строительную отрасль для практического использования:

- в ООО «Пермгражданпроект» по результатам вычислительных экспериментов спроектирована фундаментная плита под разноэтажное здание и выполнены исследования влияния встраивания нового здания в существующую застройку, при разработке проекта дома по адресу г.Пермь, ул. Пионерская 2, которые позволили оптимизировать материалоемкость строительных конструкций, повысить технологическую эффективность при реализации проектных решений.

- ООО «Пермская финансовая строительная компания» приняла для практического использования методику численного моделирования здания высотой 2-6 м по адресу г.Пермь, ул. Кирова 76 с подземной автостоянкой, откопки котлована и устройства шпунтового ограждения, а численные эксперименты по исследованию влияния производства работ при строительстве нового сооружения на существующую застройку, позволили избежать аварий и повреждений соседних зданий;

- в ООО «Либерти» при разработке проекта реконструкции двухэтажного административного здания под 7-этажную гостиницу по адресу г.Пермь, ул. Кирова 78а использована методика численного моделирования поведения зданий окружающей застройки при изменении условий их эксплуатации. Проведенные исследования позволили существенно сократить временные и финансовые затраты на производство работ, а также избежать негативных последствий нового строительства в условиях плотной исторической застройки центра.

Применение методов математического моделирования с использованием ЭВМ позволило решать нестандартные задачи, возникающие при проектировании, реконструкции в условиях плотной окружающей застройки, снижать сроки строительства и повышать эффективность принятия проектных решений.

Результаты исследований используются в учебном процессе Пермского государственного технического университета при изучении дисциплины «САПР в строительстве» студентами специальностей «Промышленное и гражданское строительство» и «Производство строительных конструкций».

Основными научными положениями, сформулированными в диссертационной работе и выносимыми на защиту, являются:

1. Обоснованная постановка задачи математического моделирования пространственной системы «здание-фундамент-основание» для исследования напряженно-деформированного состояния элементов конструкций при различных внешних воздействиях, определяющих соотношениях и граничных условиях.

2. Разработанная автором математическая модель нелинейного механического поведения кирпичной кладки в условиях сложного напряженного состояния, учитывающая процессы накопления упруго-хрупких повреждений и закритического деформирования.

3. Методика и результаты численного и экспериментального исследования свойств ортотропного материала кирпичной кладки.

4. Теоретические основы прочностного анализа несущих стен кирпичных зданий с учетом структурного разрушения и деформационного разупрочнения материалов и свойств нагружающих систем.

5. Обоснованные рекомендации границ применимости упрощенных расчетных моделей. Алгоритмы и программы для решения упрощенных задач оценки напряженно-деформированного состояния элементов строительных конструкций.

6. Результаты внедрения разработанных математических моделей и вычислительных технологий в процесс проектирования и реконструкции реальных строительных объектов. Алгоритмы и программы пошагового конечно-элементного анализа сооружений и конструкций.

Совокупность выносимых на защиту теоретических положений можно квалифицировать как разработку подходов, методов, алгоритмов и программных средств моделирования процессов деформирования и разрушения строительных сооружений при исследовании их безопасности

Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались:

- на Всесоюзных и международных зимних школах по механике сплошных сред (Пермь, 1997, 2003, 2005), VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001), II конференции «Информация, инновации, инвестиции» (Пермь, 2001), XI Международной научно-технической конференции «Информационная среда вуза». (Иваново, 2002), III, IV всероссийских конференциях «Информация, инновации, инвестиции» (Пермь, 2002, 2003), XXX юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Пермского государственного технического университета. (Пермь, 2003), Международном семинаре «Современная миссия технических университетов в развитии инновационных территорий» (Варна. 2004), Всероссийской (с международным участием) конференции «Информация, инновации, инвестиции» (Пермь, 2004), Международном конгрессе конференций «Информационные технологии в образовании» (Москва, 2004).

Материалы диссертационной работы в целом обсуждались на научных семинарах кафедры строительной механики и вычислительной техники, кафедры строительных конструкций строительного факультета ПГТУ, кафедры вычислительной математики и механики ПГТУ, Института механики сплошных сред УРО РАН.

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. В приложении представлены копии актов внедрения результатов, подтверждающих практическую ценность работы.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Кашеварова, Галина Геннадьевна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Создана базовая математическая модель для анализа процессов деформирования и разрушения пространственной системы ЗФО при силовых и кинематических воздействиях и предложена эффективная методика построения конечно-элементной модели сооружения для проведения вычислительных экспериментов по исследованию НДС элементов конструкций с учетом нелинейного поведения материалов. Методика и алгоритм построения реализованы в виде программного комплекса на языке параметрического проектирования APDL, встроенного в программный комплекс ANSYS.

2. Разработана обобщающая математическая модель механического поведения кирпичной кладки в условиях сложного напряженного состояния, учитывающая структурные разрушения и деформационное разупрочнение материала. Адекватность модели подтверждена сопоставлением с результатами натурных экспериментов. Установлены такие показатели оценки безопасности кирпичных зданий, как условия появления, процесс распространения трещин в несущих стенах зданий и резерв их несущей способности.

3. Создана методика численного прогнозирования эффективных деформационных и прочностных характеристик структурно-неоднородного материала кирпичной кладки. Получены новые зависимости влияния упругих характеристик компонентов (кирпича, раствора и армирующих сеток) на эффективные характеристики кладки, а также установлены соотношения этих характеристик, при которых в расчетах строительных конструкций необходимо учитывать анизотропию свойств кладки.

4. Установлено, что при разработке комплекса показателей оценки безопасности кирпичных зданий необходимо учитывать свойства нагружающих систем - фундамента и основания. Разработаны алгоритмы и программы для проведения численного анализа и получены зависимости процесса разрушения несущей стены здания от механического поведения материала фундамента и возможности вымывания или изменения свойств грунта на разной глубине.

5. На основе вычислительных экспериментов установлены границы применимости упрощенных расчетных моделей, применяемых в инженерной практике для исследования напряженно-деформированного состояния элементов сооружения, и уточнены условия использования конкретных расчетных схем в зависимости от цели расчета. Разработан комплекс проблемно-ориентированных программ для решения упрощенных задач оценки НДС элементов строительных конструкций. Показана возможность и определены условия применения метода подмоделей для расчета сложных пространственных систем.

6. Выполнен анализ влияния размеров грунтового массива и граничных условий на напряженно-деформированное состояние здания. Получены соотношения размеров здания и основания, при которых можно использовать разные граничные условия, влияющие на НДС здания.

7. На примере ретроспективного анализа причин трещинообразования в несущих стенах реального кирпичного здания доказана адекватность разработанной математической модели деформирования и разрушения пространственной системы «здание-фундамент-основание», учитывающей процессы структурного разрушения и деформационного разупрочнения и обоснован проект мероприятий по обеспечению безопасной эксплуатации здания.

8. Впервые предложена и реализована вычислительная технология решения трехмерной задачи о встраивании нового здания в существующую застройку, включающая проектирование фундамента под новое здание, оценку влияния на НДС соседних зданий и рекомендации по усилению их фундаментов.

9. Численными исследованиями установлена возможность решения трехмерной проектировочной задачи о безопасной реконструкции и надстройке существующего здания на закарстованной территории с учетом выхода на поверхность карстовых воронок и обоснованы варианты конструкции усиления существующего здания.

10. Предложены численные обоснования решений о возможности использования существующих фундаментов реконструируемого здания, расположенного на площадке с уклоном, показана необходимость использования пространственной модели.

11. Численные модели, реализованные в виде алгоритмов и программ, и предложенные проектировочные решения использованы при реализации практических задач в реальных проектах застройки в организациях Пермгражданпроект, ООО «Либерти», ООО «ПФСК», что подтверждено имеющимися в диссертации актами внедрения. Применение разработанных моделей и методик позволило решать нестандартные задачи, повысить технологическую эффективность при реализации проектных решений, снизить материалоемкость строительных конструкций и сократить временные и финансовые затраты на производство работ. Кроме того, результаты исследований позволили избежать аварий и повреждений зданий окружающей застройки при производстве строительно-монтажных работ. Реализованные проекты подтверждают, что в рассмотренных случаях численное моделирование пространственной системы ЗФО, учитывающее все виды нагрузок, механического поведения материалов и грунтовых особенностей позволяет обеспечить безопасное состояние усиленного или реконструированного строительного объекта.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Кашеварова, Галина Геннадьевна, 2005 год

1. Абелев М.Ю. Аварии фундаментов сооружений. М.: Изд-во МИСИ им.В.В.Куйбышева, 1975. 184с.

2. Айзикович С.М., Александров В.М. Осесимметричная задача о вдавливании круглого штампа в упругое неоднородное по глубине полупространство // Изв. РАН. Механика тв.тела, 1992. №4. С.163-171.

3. Алейников. С.М. Метод граничных элементов в контактных задачах для упругих пространственно неоднородных оснований. М.: Изд-во АСВ, 2000. 754с.

4. Александров А.Я., Соловьев Ю.И. Пространственные задачи теории упругости (применение методов функций комплексного переменного). М.: Наука, 1978.464с.

5. Аликин В.Н., Анохин П.В., Колмогоров Г.Л., Литвтн И.Е. Критерии прочности и расчет механической надежности конструкций. Пермь: ПГТУ, 1999.- 158с.

6. Андреев В.И. Некоторые задачи и методы механики неоднородных сред. М.: АСВ, 2002. 288с.

7. Балдин В.А., Гольденблат И.И., Коченов В.И., Пильдиш М.Я., Таль КЭ. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям. М.: Стройиздат, 1951. 272с.

8. Барвашов В.А., Федоровский В.Г. Трехпараметрическая модель грунтового основания и свайного поля, учитывающая необратимые структурные деформации грунта // Основания, фундаменты и механика грунтов, 1978. №4. С.17-20.

9. Бартоломей Л.А. Прогноз осадок сооружений с учетом совместной работыоснования, фундамента и надземных конструкций. / Перм.гос.техн.ун-т., Пермь, 1999.-147с.11 .Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. М.: Компьютер Пресс, 2002. 224с.

10. Бачинский В.Я., Бамбура А.Н., Ватагин С.С. Связь между напряжениями и деформациями бетона при кратковременном неоднородном сжатии // Бетон железобетон, 1984. №10. С. 18-19.

11. Безухое Н.И., Лужин О.В. Приложение методов теории упругости и пластичности к решению инженерных задач. М.: Высш. шк., 1974. 368с.

12. ХА.Белик Г.И., Рвачев B.JI. Об основном интегральном уравнении контактной задачи теории упругости для полупространства, модуль упругости которого есть степенная функция глубины // Докл. АН УССР, 1962. №8. С.1041-1044.

13. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1962. 96с.1 б.Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986. 560с.

14. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. 448с.

15. Болотин В.В. Об упругих деформациях подземных трубопроводов, прокладываемых в статически неоднородном грунте // Строительная механика и расчет сооружений, 1965. №1. С.46-52.

16. Бородачев А.Н. Давление эллиптического штампа на неоднородное упругое полупространство // Докл. АН УССР. Сер. А, 1984. №7. С.30-33.

17. Бородачев А.Н., Дудинский В.И. Контактная задача для упругого полупространства с переменным коэффициентом Пуассона // Изв. АН

18. СССР. Механика тв.тела, 1986. №1. С.86-91.

19. Брусенцов Г.Н. О развитии методов расчета каменных конструкций с применением МКЭ // Исследования по теории и методам расчета строительных конструкций. М.: ЦНИИСК, 1984. С. 74-86.

20. Бугров А.К., Голубев А.И. Анизотропные грунты и основания сооружений. -СПб.: Недра, 1993. 245с.

21. Введение в математическое моделирование: Учеб. пособие / Под ред. П.В.Трусова./ М.: Логос, 2004. 440с.2в.Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Краевые задачи континуальной механики разрушения. Пермь: УрО РАН, 1992. 76с.

22. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов. М.:Наука. Физматгиз, 1997.288с.

23. Вильдеман В.Э., Кашеварова Г.Г. Вопросы оценки безопасности поврежденных строительных конструкций // Вестник УГТУ-УПИ. Строительство и образование. / Екатеринбург, 2005, №12(42), Вып.8. с.63-68.

24. Власов В.З., Леонтьев Н.Н. Балки, плиты, оболочки на упругом основании. -М.: Физматгиз, 1960.492с.

25. Герсеванов Н.М. Основы динамики грунтовой массы. 1-3-е изд. М.: Госстройиздат, 1933-1937.33 .Герсеванов Н.М. Применение математической логики к расчету сооружений.-М.: ОНТИ, 1923. 334 с.

26. Гольденблат И.И. и др. Модели сейсмостойкости сооружений // И.И.

27. Гольденблат, Н.А. Николаенко, С.В. Поляков, С.В. Ульянов. М.: Наука, 1979.252 с.

28. Горбунов-Пассадов М.И., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкций на упругом основании. М.: Стройиздат, 1984, 679с.

29. ГОСТ 27.410-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1990. 37 с.

30. ГОСТ 27751-88 (СТ СЭВ 384-97). Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. М.: Изд-во стандартов, 1988. Юс

31. ЪЪДураев А.Е. Расчет конструкций на упругом основании с возрастающим по глубине модулем деформации. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 1991. 192 с.

32. Евдокимов П.Д., Сапегин Д.Д. Прочность, сопротивляемость сдвигу и деформируемость оснований сооружений на скальных породах. М.: Энергия, 1954. 170 с.

33. Егоров К.Е. К вопросу деформаций оснований конечной толщины // Тр. НИИ оснований. М.: Стройиздат, 1958.№ 34.41 .Егоров К.Е. О деформации основания конечной толщины. // Основания, фундаменты и механика грунтов, 1961. №1.

34. ЕСЕ/НРБ/81. Компендиум ЕЭК, включающий образцы положений для строительных правил. Жилые здания. Издание ООН. Нью-Йорк, 1992.105с.43 .Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541с.

35. АА.Злотников М.С., Глушихин Ф.П. О запредельных характеристиках эквивалентных материалов // ФТПРПИ, 1981. №5. С.92-99.

36. Зубчанинов В.Г. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высш.шк., 1990. 368с.

37. Ав.Иваненко С.А., Прокопов Г,П. Методы построения адаптивно-гармонических сеток // Журнал вычисл.мат и матем.физики, 1997. Т.37. №6. С.643-662.

38. Ильинкова Н.И. Изгиб плиты линейно-переменной толщины на упругом полупространстве с переменным по глубине модулем упругости // Прикл. Механика, 1992, Т.28. №8. С.11-16.

39. Ильюшин А.А. Об одной теории длительной прочности // Инж. журн. Механика тверд, тела, 1967. №3. С.21-35.51 .Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Гостехиздат, 1948.480с.

40. Ионов В.Н., Огибалов П.М. Прочность пространственных элементов конструкций. М.: Высш. шк., 1972. 752с.

41. Испытание на растяжение при различных запасах упругой энергии / Т.К. Зилова, Б.А. Палкин, Н.И. Петрухина и др.// Завод. Лаборатория., 1959. Т.25. №1. С.76-82.

42. Исследование кинетики разрушения пластичных материалов на заключительной стадии деформирования / А.А. Лебедев, О.И. Марусий, Н.Г. Чаусов, Л.В. Зайцева//Пробл. Прочности, 1982. №1. С. 12-18.

43. Исследования по каменным конструкциям. Сб.ст./ Под ред. Л.И. Онищика.М.: Госстройиздат, 1957.

44. Ишкова А.Г. Точное решение об изгибе круглой пластинки на упругом полупространстве под действием симметричной равномерно распределенной нагрузки //Докл. АН СССР. Т. VI. №2.1947. С. 181-192.

45. К теории накопления повреждений/ Г.И. Дубровина, Ю.П. Соковнин, Ю.П. Гуськов и др.// Пробл. прочности, 1975. №2. С.21-24.

46. Каменные и армокаменные конструкции. СНиП П-22-81. М.: 1995.

47. Кашеварова Г.Г., Пермякова Т.Е. Численные методы решения задач строительства на ЭВМ: Учебное пособие. Пермь, 2003. 352с.

48. Кашеварова Г.Г., Новопашина Е.И., Новопашин А.В. Определение общих тенденций разрушения кирпичных зданий. Метод оценки напряженно-деформированного состояния конструкции «здание-фундамент-основание» // Информационный листок. №203-98. ЦНТИ, 1998г.

49. Кашеварова Г.Г., Новопашина Е.И., Савич С.А. Оценка влияния вновь строящихся зданий на существующие строения. // Строительство образование: Сб. науч.тр. / Екатеринбург, УГТУ, 2000. с.21-23.

50. Кашеварова Г.Г., Савич С.А., Аристов А.А., Дроздова НА. Современный подход к расчету строительных конструкций // Информационный листок. №904-144. Пермь, ЦНТИ, 1999.

51. Кашеварова Г.Г., Савич С.А., Аристов А.А., Дроздова Н.А. Примеры расчета напряженно-деформированного состояния строительных конструкций с использование пакета ANSYS. // Вычислительная математика и механика: Вестник ПГТУ / Пермь, ПГТУ, 2000. с.90-95.

52. Кашеварова Г.Г., Савич С.А., Аристов А.А. «Компьютерное моделированиепространственной системы «здание фундамент - основание». // Информационная среда ВУЗА:Материалы IX Международной научно-технической конференции. /Иваново, 2002. с. 196-198.

53. Кашееарова Г.Г., Новопашина Е.И., Акулова А.Н. Модель каменной кладки стены для исследования схем и механизмов разрушения. // Информация, инновации, инвестиции: Сб. материалов конференции / Пермь, ЦНТИ, 2002. с.38-41.

54. Кашееарова Г.Г., Савич СЛ., Аристов, А.А. Решение задач влияния вновь строящихся и реконструируемых объектов на существующую застройку. // Информация, инновации, инвестиции: Сб. материалов конференции / Пермь, ЦНТИ, 2002. с. 35-38.

55. Кашееарова Г.Г., ВильдеманВ.Э, Акулова А.Н. «Численное моделирование процессов разрушения кирпичной кладки». Сборник материалов конференции «Информация, инновации, инвестиции». г.Пермь, ЦНТИ, 2003г. с.61-65.

56. Кашеварова Г.Г. Оценка безопасности строительных объектов с помощью численного моделирования. // Журнал «Современная миссия технических университетов в развитии инновационных территорий». Варна 2004 г. с.88-93.

57. Кашеварова .Г.Г, Севастьянов Р.В. Построение краевой задачи о деформировании системы «здание-фундамент-основание». // Вестник УГТУ-УПИ. Строительство и образование. / Екатеринбург, 2004, №11(41), Вып.7. с.91-92.

58. Кашеварова Г.Г., Труфанов Н. А. Численный анализ накопления повреждений в структурно неоднородных материалах строительных конструкций. // Вычислительная механика: Сб.науч.тр. №2, Пермь, 2004. с.92-102.

59. Кашеварова Г.Г., Поварницын Д.А. Зубов Д.А., Петров. А.А. Исследование напряженно-деформированного состояния кирпича с дефектами. // Проектирование строительство реконструкция: Сб. науч. тр. / Пермь, 2004. с.105-108.

60. Кашеварова Г.Г., Труфанов Н. А. Численный анализ эффективных упругих свойств материала кирпичной кладки // Механика композиционных материалов и конструкций. T.l 1. №1. М., 2005. с.49-60.

61. Кашеварова Г.Г., Труфанов Н.А. Численное моделирование процессов деформирования и разрушения зданий в системе «здание-фундамент-основание». // Изв.вузов. Строительство и архитектура, 2005. №10. С.113-116.

62. Кашеварова Г.Г. Численный анализ накопления повреждений в материале кирпичной кладки несущей стены здания. // Вестник УГТУ-УПИ. Строительство и образование. / Екатеринбург, 2005, №12(42), Вып.8. с.68-72.

63. Кашеварова Г.Г. Применение метода подмоделей и анализ решения при расчете строительных конструкций. // Вестник УГТУ-УПИ. Строительство и образование. / Екатеринбург, 2005, №12(42), Вып.8. с.61-63.

64. Кашеварова Г.Г., Труфанов Н. А. Численное моделирование деформирования и разрушения системы «здание-фундамент-основание». Екатеринбург Пермь:УрО РАН, 2005. - 225с.

65. Клейн Г.К Учет неоднородности, разрывности деформаций и других механических свойств грунта при расчете сооружений на сплошном основании // Тр.МИСИ им.Куйбышева, 1956.

66. Колчин Г.Б., Фаверман Э.А. Теория упругости неоднородных тел. Кишинев: Штиинца, 1972.246с.

67. Колчин Г.Б., Фаверман Э.А. Теория упругости неоднородных тел. Кишинев: Штиинца, 1977. 146с.

68. Кравчук А.С., Майборода В.П., Уржумцев Ю.С. Механика полимерных и композиционных материалов. М.: Наука, 1985. 304с.

69. Крушевский А.Е. Вариационные методы расчета корпусных деталей машин. Минск: Наука и техника, 1967. 352с.

70. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б., Самарский А.А. Структуры в нелинейных средах. В кн. Компьютеры и нелинейные явления. -М.:Наука, 1988.С.6-32.

71. Кушнер С.Г. Расчет осадок оснований зданий и сооружений. Киев: Будивельник, 1990. 144с.

72. Лапшин Ф.К. Расчет свай по предельным состояниям. Саратов: Изд-во Сарат.ун-та, 1986. 224с.

73. Леей М. К вопросу об общих уравнениях внутренних движений, возникающих в твердых телах за пределами упругости // Теория пластичности. М.:изд-во иностр. лит., 1948.

74. Ломакин В.А. Теория упругости неоднородных тел. М.:Изд-во Моск.ун-та, 1976.367с.

75. Лурье А.И. Пространственные задачи теории упругости. М.: ГИТТЛ, 1955. 456с.101 .Макарова Н.В. Построение методики количественной оценки прочностных качеств бетона на основе энергетического критерия. Дис.канд.тех.наук. Владивосток, 2003.

76. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975.400с.

77. Мартыненко М.Д., Дашкевич А,А. Изгиб круглых плит на неоднородном основании с переменным по глубине коэффициентом Пуассона с учетом их деформируемости по толщине. Неосесимметричные задачи гидроаэромеханики и теории упругости. Днепропетровск: Изд-во

78. Днепропетр.ун-та, 1987. С.151-153.

79. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980. 536 с.

80. Математическое моделирование /Под ред. Дж.Эндрюса и Р. Мак-Лоуна. -М.:Мир, 1979. 250с.

81. Механика грунтов, основания и фундаменты / С.Б.Ухов, В.В.Семенов,

82. B.В.Знаменский и др. М.: Изд-во АСВ, 1994. 527 с.

83. Мизес Р. Механика твердых тел в пластическом деформированном состоянии // Теория пластичности. М.: Изд-во иностр. лит., 1948. 432 с.

84. Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. М.: Наука, 1970. 534 с.

85. Моссаковский В.И. Давление круглого штампа на упругое полупространство, модуль упругости которого является степенной функцией глубины // Прикл.математика и механика, 1958. Т.22. Вып.1.1. C.123-125.

86. Мураками С. Сущность механики поврежденной сплошной среды и ее приложения к теории анизотропных повреждений при ползучести // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Теор. основы инж. расчетов/ Пер. с англ., 1983. Т. 105. №2. С.28-36.

87. Новое о прочности железобетона.// Под ред. К.В.Михайлова. М.: Стройиздат, 1977. 272 с.1 \4. Новожилов В.В. О физическом смысле инвариантов напряжений, используемых в теории пластичности // Прикл. математика и механика. T.XVI. Вып.5, 1952. С.617-619.

88. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. М.: Мир, 1976. 464 с.

89. Онищик Л.И. Особенности работы каменной конструкции под нагрузкой в стадии разрушения // Исследования по каменным конструкциям. М.: Стройиздат, 1969. С.5-44.

90. Онищик Л.И. Теория прочности каменной кладки на экспериментальной основе // Экспериментальные исследования каменных конструкций. М.: Стройиздат, 1939.

91. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Справочник проектировщика / Под ред. Е.А,Сорочана, Ю.Г. Трофименкова. М.: Стройиздат, 1985.480 с.

92. Перегудов Ф.И, Тарасенко Ф.Л. Введение в системный анализ.- М.: Высш. шк., 1989. 228 с.

93. Перелъмутер А.В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. Киев: Изд-во УкрНИИпроектстальконструкция, 2000.216 с.

94. Перелъмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. Киев: Изд-во «Сталь», 2002. 600 с.

95. Пискунов В.Г. Присяжнюк В.К. Расчет неоднородных плит на неоднородном полупространстве // Строительная механика и расчет сооружений, 1985. №1. С.25-28.

96. Пинежанинов Ф. Осреднение свойств в конечном элементе // Научно-практический журнал "Exponenta Pro. Математика в приложениях". № 1, -2004. http://pinega.da.ru/

97. ХИ.Плевако В.П. К теории упругости неоднородных сред.// Прикл. математика и механика, 1971. Т.35. Вып.5. С.853-860.

98. Плевако В.П. Напряженное состояние неоднородного слоя, покоящегося на упругом полупространстве //Прикл. механика, 1972. Т.8. №4. С.69-76.

99. ХЪО.Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности: Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995. 366с.

100. Погосов Р.С. Исследование усиления напряженными поясами поврежденных каменных зданий. Дис. канд.тех.наук. М., 1967.

101. Поляков С.В. Длительное сжатие кирпичной кладки. М.: Госстройиздат, 1959. 195 с.

102. Поляков С.В. Определение усилий в несущих стенах и столбах кирпичных зданий // Исследования по каменным конструкциям. М.: Стройиздат, 1949. С.293-311.

103. Пособие по проектированию жилых зданий. Часть 1. Конструкции жилых зданий (к СНИП 2.08.01-85). ЦНИИЭП, 1986.

104. Резников Б.А. Системный анализ и методы системотехники. 4.1: Методология системных исследований. Моделирование сложных систем. М.: МО СССР, 1990. 640с.

105. Рейс Э. Учет упругой деформации в теории пластичности // Теория пластичности. М.: Изд-во иностр. лит., 1948. С. 206-222.

106. Розин JJ.A. Метод конечных элементов в приложении к упругим системам. М.: Стройиздат, 1977.424 с.

107. Ростовцев Н.А., Храневская И.Е. Решение задачи Буссинеска для полупространства при степенной зависимости модуля упругости от глубины // Прикл. математика и механика, 1971. Т.35. Вып.6. С.1053-1061.

108. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. 392 с.

109. Семенцов С.А. Некоторые особенности деформаций кирпичной кладки при сжатии и изгибе // Исследования по каменным конструкциям. М.: Стройиздат, 1949. С.93-104.

110. Сечи К. Ошибки в сооружении фундаментов. М.: Госстройиздат, 1960. 312 с.

111. Смирнов Н.В., Гамаюнов Е.И. К расчету центрально-сжатых железобетонных элементов // Бетон и железобетон, 1973. №11.

112. СНиП 2.01.03-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования.

113. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

114. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат, 1985.

115. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1985. 41 с.

116. Строительные нормы и правила. Глава II-A.10. М.:Госстройиздат, 1954.-350с.

117. Соболев Д.Н. Шейнин В.И Фаянс Б.Л. К расчету плит на статически неоднородном основании // Строительная механика и расчет сооружений, 1968. №2.

118. Сопоставление технического уровня отечественных и зарубежных нормпроектирования и расчета каменных конструкций. // Г.Н. Брусенцов, В.А. Камейко. Обзор, ВНИИИС Госстроя СССР, 1985. 88с.

119. Сотников С.Н. К оценке достоверности результатов расчета конечной осадки оснований зданий и сооружений// Возведение и реконструкция фундаментов на слабых грунтах. СПб: СПбИСИ, 1992. С.5-13.

120. Стрелецкий Н.С. Избранные труды. М.: Стройиздат, 1975. - 422с.

121. Стрелецкий Н.С. Основы статического учета коэффициентоа запаса прочности сооружений. М.: Стройиздат, 1947. 92с.

122. Стрелецкий Н.Н. Предложения по структуре и направлениям развития теории предельных состояний стальных конструкций. Металлические конструкции: Сборник трудов МИСИ им. Куйбышева. М.: МИСИ, 1992, с.171-179.

123. Стренг Г., Фикс ДЖ. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977. 349с.

124. Сьярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. М.: Мир, 1980.512 с.

125. Тамуж В.П., Лагздиныи А.Ж. Вариант построения феноменологической теории разрушения //Механика полимеров, 1968. №4. С.638-647.

126. ХвЪ.Тюпин Г.А. Деформационная теория пластичности каменной кладки // Строительная механика и расчет сооружений, 1980. № 6.

127. Фадеев А.Б., Матвеенко Г.А. Полуаналитический метод конечных элементов при решении пространственных задач фундаментостроения вупругой и упругопластической постановке // Изв.вузов. Строительство и архитектура, 1988. №12. С.113-116.

128. Филоненко-Бородич М.М. Простейшая модель упругого основания, способная распределять нагрузку: Тр.МЭМИИТ, 1945. Вып.53.

129. Флорин В.А. Основы механики грунтов. T.l. М.: Госстройиздат, 1959.169 .Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. 4.1,2. М.: Машиностроение, 1974. 840 с.

130. Хеммонд Р. Аварии зданий и сооружений. М.: Госстройиздат, 1961. 243 с.

131. Холл А. Опыт методологии для системотехники. М.: Советское радио, 1975. 436 с.

132. Цытович Н.А. Механика грунтов. Изд. 4-е. М.: Стройиздат, 1963. 486 с.

133. Чайка В.П. Проблема нормирования конструкционной диаграммы сжатия бетона. // Исследование прочности и деформаций бетона ижелезобетонных конструкций для транспортного строительства. М.: ЦНИИС, 1990. С. 57-78.

134. Чармадов А. К. Исследование прочности вибрированной кладки при двухосном напряженном состоянии // Исследования конструкций крупнопанельных зданий: Сб. тр./М.: ЦНИИСК, 1981.

135. Черкасов И.И., Михеев В.В. и др. Влияние силы тяжести на механические свойства грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов, 1970. №1.

136. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров. Справ.пособие. М.: Машиностроение. 2004. 512с.

137. Чухлатый М.С. Численное исследование НДС системы «здание-фундамент-грунт». Канд. дис. Тюмень, 2004.181 .Шашкин А.Г., Шашкин КГ. Расчет фундаментных плит в пространственной постановке с учетом нелинейных деформаций основания.

138. Шашкин К.Г. Расчет напряженно-деформированного состояния основания фундаментов и здания с учетом их взаимодействия.

139. Шашкин К.Г. Методика построения пространственной картины залегания слоев грунта по данным геологических изысканий. N5,2002.

140. Швец В.Б., Тарасов Б.Л., Швец Н.С. Надежность оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1980. 158 с.185 .Шевляков Ю.А. Матричные алгоритмы в теории упругости неоднородных сред. Киев: Выща шк., 1977.215 с.

141. Шевляков Ю.А., Наумов Ю.А., Чистяк В.И. К расчету неоднородных оснований // Прикл. механика, 1968 - Т.4. №.9. С.66-73.

142. Шевляков Ю.А., Наумов Ю.А., Чистяк В.И. К решению основных задач теории упругости для слоя с произвольной неоднородностью по толщине // Прикл. механика, 1970. Т.6. №.7. С.25-31.

143. ANSYS Basic Analysis Procedures Guide. ANSYS Release 5.6. ANSYS Inc., 1998.

144. Brown S.B., Kim K.H., AnandL. An internal variable constitutive model for hotworking of metals // International Journal of Plasticity, 1989. Vol. 5. P. 95-130.

145. Eggert G.M., Dawson, P.R., and Mathur K.K. An Adaptive Descent Method for Nonlinear Viscoplasticity // International Journal for Numerical Methods in Engineering. Vol. 31. P. 1031-1054 (1991).

146. ENV 1991-1. Eurocode 1: Basic of Design and Actions of Structures. Part 1: Basic of Design. CEN, 1994.

147. Fattal S., Jokel F. Failure hypothesis for masonry shear walls. Proceedings of ASCE, 1976. Vol. 102, № ST3. P. 515-532.

148. Finllayson B.A., Scriven L.E. The method of weighted residuals A rewiew, Appl, Math. Rev., 19, № 9,735-748.

149. Ganju Т.Н. Non-linear finite element computer model for structural clay brickwork. Struct.Eng, 1981, Vol. 59B. №3. P.4.

150. Golechki J.J., Knops R.J. Introduction to a linear elasto- statics with variable Poisson's ratio // Acad. Gorn-Hutn. W Krakowie, 1960. Vol. 30. P.81-92.

151. Irons B.M. The superpatch theorem and other proposition relating to the patch tests// Proceedings of the 5th Canadian Congress of Applied Mechanics, Frederction, 1975. P.651-652.

152. Marguerre K. Spannungszustand und Wellenausbreitung in der dicken Platte. "Ingenieur Archiv", B. W, 1933.

153. Melan H. Der Spannungszustand der durch eine Einzalkraft im inner bespruchten Halfscheibe. Zeitschrift fur angewandte Mathematik and Mechanik.1. В. Vol,2, №.6, 1932.

154. Muravskii G. Green functions for a compressible linearly non-homogeneous half-space // Archive of Applied Mechanics, 1997. Vol. 67. P.521-534.

155. Muravskii (/.Time-harmonic problem for a non-homogeneous half-space with shear modulus limited at infinite depth // Eur. J. Mech.-A/Solids, 1997. Vol.16. №2 P.277-294.

156. Nicolaevsky V.N., Kuznetsov A.S., Bellendir E.N. Mathematical dilatancy theory and conditions at strong discontinuities// Intern. J.Eng.Sci., 1991. Vol.29. №11. P.1375-1389.

157. Olszak W. (ed) Non-Homogeneity in Elasticity and Plasticity // Proc. IUTAM Symp., Warsaw, September 2-9 1958. London: Pergamon Press, 1959. 528p.

158. Page A. W. A non-linear analysis of the composite action of masonry walls on beams. Proc. Inst. Civ. Eng., 1979. Vol. 67. March. P. 93-110.

159. Page A.W. Finite element model for masonry. Proceedings of ASCE, 1978, Vol. 104.NST8.P. 1267-1268.

160. Page A. W. The biaxial compressive strength of brick masonry. Proc.ICE, 1981, Vol. 71. Part 2. P. 893-906.

161. PLAXIS-Finite Element Code for Solid and Rock Analyses. Ver.7. General Information and Tutorial Manual. Rotterdam: Balkema, 1998.

162. Schweizerhof, К. К, Wriggers, P. Consistent Linearization for Path Following Methods in Nonlinear FE Analysis // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 59. P.261-279 (1986).

163. Selvadurai A.P.S. The settlement of a rigid circular foundation resting on a half-space exhibiting a near surface elastic non-homogeneity // Intern J. Num. Anal. Method Geomech., 1996. Vol.20. P.251-364.

164. Willam K.J., Warnke E.D. Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete // Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering. Vol.19. ISMES. Bergamo, Italy. P.174 (1975).

165. Willam K.J. University of Colorado, Boulder, (Private Communication) (1982).

166. Williams I., Hiecks M.A. Finite-Elemente-Prognose fur ein schrag belastetes Fundament // Geotechnik, 1992. Bd. 15. № 2. P.66-72.