Введение
ГЛАВА 1. Анализ проблемы безопасности строительных объектов и существующих подходов к исследованию несущей способности и процессов разрушения строительных конструкций 12
1.1. Анализ проблемы безопасности строителыіьіх объектов 12
1.2. Анализ существующих подходов к моделированию зданий и сооружений для исследования несущей способности и процессов разрушения строительных конструкций 18
1.2.1. Моделирование геометрической формы объектов строительства 19
1.2.2. Моделирование механических свойств строительных материалов 21
1.3. Обзор методов расчёта несущей способности строительных конструкций 33
1.3.1. Роль численных методов в расчетах зданий и сооруэ/сений 34
1.3.2. Основные математические соотношения метода конечных элементов 37
1.4. Обзор основных программных комплексов для проектирования и
анализа строительных объектов 42
1.4.1. Специализированные и универсальные программные комтексы для расчета строительных объектов 42
1.4.2. Обоснование выбора программного комплекса ANSYS для исследования деформирования и разрушения строительных объектов.. 44
1.5. Обоснование состава и структуры частных задач исследования..49
выводы по главе 50
ГЛАВА 2. Разработка эффективных алгоритмов и программы для проведения вычислительных экспериментов по исследованию несущей способности и процессов разрушения строительных конструкци й 52
2.1. Описание вычислительных алгоритмов и принципа работы программы asbb 52
2.1.1. Термины и определения, принятые в программе ASBB 52
2.1.2. Интерфейс пользователя 53
2.1.3. Область применения и ограничения программы 55
2.1.4. Этапы работы с программой ASBB 57
2.1.5. Алгоритм создания программного кода модели здания или сооружения , 58
2.1.6. Описание алгоритма учёта разброса механических свойств материалов строительных конструкций 64
2.1.7. Экспорт графических данных 67
2.2. Алгоритм действий пользователя при работе с программой asbb на примере расчёта строительного объекта посредством пк ansys 73
2.2.1. Основные инструменты и настройки 73
2.2.2. Реализация алгоритма создания геометрической модели здания.. 76
2.2.3. Создание и редактирование программного кода на языке параметрического проектирования APDL 81
2.2.4. Анализ эффективности использования программы ASBB 83
Выводы по главе 86
ГЛАВА 3. Сравнительный анализ численных и натурных экспериментов по исследованию несущей способности и процессов разрушения строительных конструкций 88
3.1. Анализ причин появления макторазрушений в строительных конструкциях зданий 88
3.2. Математические модели механического поведения упруго-хрупких материалов, учитывающие структурное разрушение 92
3.3. Проведение натурных и численных экспериментов для построения полной диаграммы деформирования кирпичной кладки 98
3.4. Натурный и вычислительный эксперимент деформирования и разрушения кирпичной стены при изгибе 105
3.4.1. Результаты /штурного эксперимента изгиба кирпичной стены. 105
3.4.2. Вычислительные эксперименты и анализ процесса деформирования и разрушения кирпичной стены при изгибе 107
3.4.3. Определение резерва несущей способности конструкции 112
3.4.4. Сравнение результатов численного решения с результатами натурных экспериментов 113
3.4.5. Исследование влияния вида кладки на процесс деформирования и разрушения кирпичной стены 114
3.5. Исследование влияния разброса свойств раствора на процесс разрушения кирпичной диафрагмы 116
3.6. Сравнительный анализ применения разных программных комплексов для расчета строительных конструкций и сооружений... 120
Выводы по главе 129
ГЛАВА 4. Моделирование и численная реализация разработанной программы для исследования напряженно-деформированного состояния, поврежденности и резервов несущей способности реальных строительных объектов 131
4.1. Моделирование пятиэтажного здания и внешнего воздействия в виде осадок грунта 131
4.2. Моделирование пространственной системы «здание-фундамент-основание» с помощью программы asbb и исследование практической сходимости численного решения 135
4.3. Исследование процесса деформирования и разрушения жилого пятиэтажного кирпичного здания 138
4.4. Моделирование сооружений с трещинами 146
4.4.1. Моделирование трещин в отдельном кирпиче 146
4.4.2. Моделирование здания с трещинами с целью прогнозирования его дальнейшего поведения при реконструкции 149
Выводы по главе 158
Основные результаты и выводы 160
Библиографический список литературы
