Совершенствование вычислительной технологии оценки безопасности зданий и сооружений, несущей способности и процессов разрушения строительных конструкций

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ И СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ИССЛЕДОВАНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ.
1.1. Анализ проблемы безопасности строителы 1ых объектов
1.2. Анализ существующих подхолов к моделированию зданий и сооружений для исследования несущей способности и процессов разрушения строительных конструкций
1.2.1. Моделирование геометрической формы объектов строительства .
1.2.2. Моделирование механических свойств строительных материалов
1.3. Обзор методов расчта несущей способности строительных конструкций
1.3.1. Роль численных методов в расчетах зданий и сооружений
1.3.2. Основные математические соотношения метода конечных элементов
1.4. Обзор основных программных комплексов для проектирования и анализа строительных объектов
1.4.1. Специализированные и универсальные программные комплексы для расчета строительных объектов
1.4.2. Обоснование выбора программного комплекса для исследования деформирования и разрушения строительных объектов
1.5. Обоснование состава и структуры частных задач исслсдовапия ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Описание вычислительных алгоритмов и принципа работы программы
2.1.1. Термины и определения, принятые в программе .
2.1.2. Интерфейс пользователя.
2.1.3. Область применения и ограничения программы.
2.1.4. Этапы работы с программой .
2.1.5. Алгоритм создания программного кода модели здания или сооружения
2.1.6. Описание алгоритма учта разброса механических свойств материалов строительных конструкций.
2.1.7. Экспорт графических данных.
2.2. Алгоритм действий пользователя при работе с программой ил ПРИМЕРЕ расчта строительного объекта посредством ПК
2.2.1. Основные инструменты и настройки.
2.2.2. Реализация алгоритма создания геометрической модели здания
2.2.3. Создание и редактирование программного кода на языке параметрического проектирования
2.2.4. Анализ эффективности использования программы А В
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧИСЛЕННЫХ И НАТУРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Анализ причин появления макроразрушепий в строительных конструкциях зданий.
3.2. Математические модели механического поведения упругохрупких материалов, учитывающие структурное разрушение
3.3. Проведение натурных и численных экспериментов для построения
ПОЛНОЙ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ
3.4. Натурный и вычислительный эксперимент деформирования и РАЗРУШЕНИЯ КИРПИЧНОЙ СТЕНЫ ПРИ ИЗГИБЕ
3.4.1. Результаты натурного эксперимента изгиба кирпичной стены.
3.4.2. Вычислительные эксперименты и ананиз процесса деформирования и разрушения кирпичной стены при изгибе
3.4.3. Определение резерва несущей способности конструкции
3.4.4. Сравнение результатов численного решения с результатами натурных экспериментов.
3.4.5. Исследование влияния вида кладки на процесс деформирования и разрушения кирпичной стены.
3.5. Исследование влияния разброса свойств раствора на процесс
РАЗРУШЕНИЯ КИРПИЧНОЙ ДИАФРАГМЫ.1
3.6. Сравнительный анализ применения разных программных КОМПЛЕКСОВ для расчета строительных конструкций и сооружений. 0 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ, ПОВРЕЖДЕННОСТИ И РЕЗЕРВОВ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РЕАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ.
4.1. Моделирование пятиэтажного здания и внешнего воздействия в
ВИДЕ ОСАДОК ГРУНТА.
4.2. Моделирование пространственной системы зданиефундамептоснование с помощью программы И ИССЛЕДОВАНИЕ практической сходимости численного решения.
4.3. Исследование процесса деформирования и разрушения жилого пятиэтажного кирпичного здания.
4.4. Моделирование сооружений с трещинами
4.4.1. Моделирование трещин в отдельном кирпиче.
4.4.2. Моделирование здания с трещинами с целью прогнозирования его дальнейшего поведения при реконструкции.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе в строительном проектировании происходит переход от основополагающего критерия несущей способности конструкций к критерию безопасности строительных объектов для людей и окружающей среды на протяжении всего срока службы. Обеспечение безаварийной эксплуатации существующих зданий и сооружений предполагает умение прогнозировать их поведение при изменении условий эксплуатации и в аварийных ситуациях при частичной потере несущей способности, а для этого требуются высокопроизводительные вычислительные комплексы.
В проектных организациях строительного профиля, как правило, используются сертифицированные Госстроем РФ программные комплексы ПК I, , i и др., которые, в основном, предназначены для проектирования новых зданий и сооружений, а не для анализа поведения существующих объектов с дефектами и трещинами при изменении условий их эксплуатации.
Сложность моделирования строительных объектов для выполнения качественного расчета и анализа с целью определения резервов несущей способности при наличии дефектов, или для выявления участков конструкции, в которых возможно появление и развитие трещин, требует работы с так называемыми тяжлыми расчтными системами, примером которых является программный комплекс один из самых мощных современных программных продуктов, позволяющих выполнять полноценный анатиз проектных разработок новых и реконструируемых зданий. позволяет проводить сложные нелинейные расчты, учитывать все особенности строительных конструкций, в том числе, наличие и развитие системы трещин или ухудшение свойств материалов, взаимодействие здания с грунтовым массивом, влияние времени и поэтапное изменение внешних нагрузок. Это дат возможность специалисту получать наиболее достоверные результаты расчта при проведении вЕлчислительных
экспериментов, существенно сокращая сроки и финансовые потери на производство работ.
Процесс моделирования здания или сооружения в интерактивном режиме в расчтных системах, в том числе и в является достаточно
трудомким и сложным, ввиду отсутствия специализированных инструментов и ограниченного набора примитивов и операций, с помощью которых можно формировать модели зданий. Кроме того, требуются большие затраты времени и ресурсы для подготовки специалиста, умеющего работать в ПК АЫЗУБ.
Проблема снижения трудомкости работ при проведении вычислительных экспериментов становится весьма актуальной при расчтах сложных строительных объектов. Это побуждает совершенствовать вычислительную технологию и искать новые алгоритмы расчта зданий и сооружений. Определению путей решения этой проблемы посвящена данная диссертационная работа.
Актуальность