Уперше запропоновано та створено у аспекті вирішення проблеми систем автоматичного програмного регулювання (САПР) нову універсальну, адекватну й ефективну математичну модель нелінійного деформування складних просторових систем споруд, базуючись на єдиному експоненціальному законі деформування матеріалів конструкцій і грунтів. Створено у складі сучасного програмного забезпечення САПР загальний автоматичний метод нелінійного розрахунку з використанням методу скінченних елементів, суперелементів і методу послідовного навантаження складних просторових систем споруд з урахуванням критеріальних параметрів, що повною мірою характеризують особливий стан та еволюцію статичного процесу у всьому діапазоні силових і деформаційних навантажень. На підставі результатів, одержаних завдяки здійсненню комплексу числових досліджень, виявлено суттєві ефекти з урахування фактора нелінійності взаємодії споруди та основи на якісні та кількісні оцінки параметрів, що дозволяє багаторазово знижувати напруження у системі та здійснювати прогноз стосовно змін структури статичних станів у всьому діапазоні навантажень. Установлено загальні закономірності розподілу напружень і деформацій у просторовій системі споруда - основа за різних комбінацій моделей і режимів навантажень, що дозволяє одержати оптимальні проектні рішення.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено залежності меж вогнестійкості багатошарових стінових захисних конструкцій від товщини та виду теплоізоляційного матеріалу. Вперше одержано розв'язок стаціонарної температурної задачі на підставі аналітичних методів для плоских багатошарових енергоефективних стінових захисних конструкцій, з врахуванням неідеального й ідеального теплового контакту між окремими їх шарами. Обгрунтовано й експериментально підтверджено можливість застосування запропонованого розрахункового методу визначення межі вогнестійкості за ознакою втрати цілісності для багатошарових захисних конструкцій з використанням пінополістиролу.

  Скачати повний текст

Розроблено інженерний метод розрахунку, що базується на основі класичної теорії пластин з використанням квазістатичної незв'язної задачі термопружності. Здійснено унікальний природний вогневий експеримент на п'ятиповерховому житловому будинку конструктивної системи ГОЛЬДМАН, наведено нову методику реєстрації температури за допомогою багатоканального термовимірювача МТ-1, вперше застосовано метод акустичної емісії на природному вогневому експерименті, а також у численних лабораторних дослідженнях бетону, арматури та нових вогнезахисних покриттів. Запропоновано нову універсальну установку багатофункціонального призначення для вогневих випробувань будівельних конструкцій. На базі даного інженерного методу розрахунку розроблено програмний комплекс КОЛДЕМ для розрахунку межі вогнестійкості просторових конструкцій, який пройшов перевірку на вогнестійкість окремих одно- та багатошарових плитних конструкцій, об'ємних блоків, а також конструктивних систем ПЛАСТБАУ та ГОЛЬДПЛАН. Зазначено, що задовільне співпадання розрахункових та експериментальних даних підвердили надійність програмного комплексу КОЛДЕМ і можливість використання його для сертифікації та атестації нових енергоефективних конструктивних систем з метою їх швидкого впровадження у будівництві в Україні.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив параметрів, що використовуються в розрахунках конструкцій будівель і споруд, на розрахункові моделі цих об'єктів, які експлуатауються за складних умов будівництва. Показано можливість прогнозування змін напружено-деформованого стану конструкцій будівель і споруд за результатами їх розрахунку щодо межових значень впливів основ за складних грунтових умов. Розроблено інженерну методику врахування параметрів впливу на будівлі в їх розрахункових моделях, обгрунтовано спрощення розрахункових моделей напружено-деформованого стану коефіцієнтами, одержаними за емпіричними залежностями. Розроблено методику, що містить рекомендації щодо складання розрахункових моделей для різних варіантів зовнішніх впливів на будівлі, обгрунтування спрощення розрахункових моделей будівель, рекомендації з урахування параметрів розрахунку, а також рекомендації стосовно наступного уточнення результатів розрахунку моделей за допомогою емпіричних залежностей.

  Скачати повний текст

Вперше створено методику формування динамічних розрахункових моделей будівель і споруд, що експлуатуються в складних інженерно-геологічних умовах, з урахуванням нормативних вимог щодо міцності та комфортності. Вперше запропоновано динамічні розрахункові моделі взаємодії будівель з основами з урахуванням початкових деформацій будівель від нерівномірних осідань основ. Досліджено вплив динамічних характеристик на параметри напружено-деформованого стану розрахункових моделей несучих конструкцій будівель за динамічних дій у складних інженерно-геологічних умовах. Розроблено рекомендації зі складання розрахункових моделей для врахування динамічних дій під час реконструкції будівель, що експлуатуються, з урахуванням нормативних вимог до міцності та комфортності.

  Скачати повний текст

Досліджено процес формування снігового навантаження на покрівлях будівель і споруд. Визначено вплив окремих метеорологічних (температура, опади, швидкість та напрям вітру) та фізичних (тепловтрати покрівель) факторів на утворення снігонакопичень в місцях перепадів висот будівель. Розроблено імовірнісну модель нагромадження снігу в місцях перепадів висот будівель. Наведено інженерну методику застосування знижувальних коефіцієнтів сполучення для визначення снігового навантаження в місцях перепадів висот будівель. Запропоновано спосіб та інженерні засоби захисту від надмірного снігового навантаження в місцях перепадів висот будівель у разі реконструкції та нового будівництва.

  Скачати повний текст

Запропонована модифікація методу граничних станів, яка дозволяє проектувати несучі конструкції з урахуванням встановленого строку служби та необхідного рівня надійності. Залежно від фізичної природи, навантаження можуть мати до чотирьох розрахункових значень: граничні, експлуатаційні, циклічні та квазіпостійні. Виходячи з імовірнісного подання навантажень у формі випадкових величин та послідовностей максимальних значень, розроблена загальна методологія нормування навантажень, яка дозволяє встановлювати необхідні забезпеченості розрахункових значень, обчислювати розрахункові значення навантажень, оцінювати їх точність та виконувати територіальне районування розрахункових параметрів атмосферних навантажень і впливів на будівельні конструкції. Розроблені та апробовані на реальних прикладах імовірнісні моделі та методи нормування різноманітних атмосферних, технологічних та постійних навантажень і впливів на будівельні конструкції.

  Скачати повний текст

Установлено, що ефективне розв'язання задач будівельної механіки конструкцій з геометричними характеристиками, що змінюються, вимагає істотної адаптації відомих моделей і методів розрахунку, а за деяких випадків - неможливе без створення нових. Розроблено нові уточнені математичні моделі процесу накопичення геометричних ушкоджень. Побудовано й обгрунтовано нові ефективні напіваналітичні алгоритми розв'язання задачі довговічності. Створено модифіковані скінченні елементи змінної жорсткості, що припускають більш високий порядок апроксимації функцій геометричних характеристик. Запропоновано нові моделі оптимального проектування кородуючих конструкцій за критерієм матеріаломісткості за обмежень стосовно довговічності та методів їх реалізації на базі адаптованого методу ковзного допуску. Розроблено й обгрунтовано відповідне математичне, алгоритмічне та програмне забезпечення, у межах якого виконано числові ілюстрації розрахунку довговічності й оптимізації кородуючих конструкцій. Виконано відповідний параметричний аналіз. Ефективність запропонованих моделей полягає у підвищенні швидкості одержання результатів з забезпеченням заданої точності розрахунків у порівнянні з відомими підходами до розв'язання задач такого класу.

  Скачати повний текст

Розроблено розрахункові моделі конструкцій, що контактують та не контактують з грунтом з урахуванням особливостей деформування матеріалу, повзучості, реологічних процесів, що відбуваються у грунті, здійснено експериментальну перевірку теоретичних положень. Розроблено комбіновані моделі грунту у вигляді вінклерівського шару на лінійно-деформівній півплощині й на лінійно-деформівній чвертьплощині. Проаналізовано роботу різних тунельних обробок прямокутного обрису з урахуванням їх взаємодії з грунтом. Запропоновано метод розрахунку довгих смуг і балок (півнескінченних, нескінченних, шарнірно-з'єднаних і ступінчатих) на грунтовій основі. Розроблено метод розрахунку жорстких і гнучких підпірних стінок. Показано можливість використання методу розрахунку смуг на пружній вінклерівській основі для розрахунку огорожі на мостах і дорогах, прогінних будов і плит перекриттів. Запропоновано метод розрахунку фундаментів на просадочних і набухаючих грунтах, зокрема з урахуванням реологічних процесів. Проаналізовано роботу балкових, плитних, плитно-ребристих і ребристих прогінних будов мостів за різних дефектів будівництва або експлуатації. Розроблено метод розрахунку тонких пластин без ребер або підкріплених ребрами за різних граничних умов. Створено метод розрахунку смуг з урахуванням нелінійності роботи залізобетону та прогінних будов з урахуванням повзучості. Показано можливість використання усереднених схем для розрахунку нерегулярних прогінних будов. Запропоновано методику розрахунку дерев'яних прогінних будов і ортотропного настилу металевих прогінних будов. Складено програми розрахунку прогінних будов і фундаментів.

  Скачати повний текст

Розроблено методику оцінки надійності та безпеки будівельних конструкцій відповідальних об'єктів, яка включає сумісне використання сучасних статистичних, аналітичних, числових та імовірнісних методів розрахунку. На підставі даної методики проведено аналіз параметрів безпеки будівельних конструкцій об'єкта "Укриття", визначено ризики функціонування відповідальних об'єктів з урахуванням їх конструктивних рішень та інших особливостей. Досліджено дію особливого виду динамічного навантаження рідкої повторюваності. Головний елемент авіаційної транспортної системи - систему "екіпаж - повітряне судно" розглянуто як аварійний фактор для обгрунтування параметрів динамічного навантаження. Проведено числові розрахунки напружено-деформованого стану несучих будівельних конструкцій об'єкта "Укриття". Визначено величини допустимого та розрахункового ризиків падіння повітряного судна. Розроблено ієрархію підходів для зниження розрахункового значення ризику до допустимої величини.

  Скачати повний текст

Запропоновано й обгрунтовано новий напіваналітичний алгоритм розв'язання систем диференціальних рівнянь, що моделюють корозійний процес. Розроблено модифікований трикутний скінченний елемент змінної товщини для моделювання корозійного процесу. Побудовано новий алгоритм розв'язання задач нелінійного математичного програмування, що базується на спільному використанні методів ковзного допуску та випадкового пошуку для задач неперервної та дискретної оптимізації. Із використанням модифікованих моделей нагромадження геометричних пошкоджень, що враховують випадкові складові процесу корозії, вперше було розв'язано задачі визначення довговічності й оптимального проектування стрижневих конструкцій у імовірнісній постановці та розв'язано нові задачі оптимального проектування стрижневих конструкцій з урахуванням локальної корозії в місцях їх з'єднань. Проведено аналіз числових результатів і встановлено, що оптимізація тільки геометричних розмірів перерізів стрижнів не дозволяє забезпечити заданий ресурс конструкції в цілому, так як її руйнування може відбутися внаслідок розриву між стрижнями, що викликано локальною корозією.

  Скачати повний текст

Вирішено задачу статистичного дослідження та нормування середньої складової вітрового навантаження на території України. На основі загальної методології отримані конкретні робочі формули для обчислення граничних та експлуатаційних розрахункових значень вітрового навантаження. На підставі порівняльного аналізу імовірнісних моделей з урахуванням випадкових і систематичних похибок доведено, що для нормування вітрового навантаження доцільно подавати швидкість вітру у формах диференційного випадкового процесу та послідовності місячних максимумів. Параметри моделей для 194 метеостанцій України визначено за результатами строкових спостережень за вітром протягом двох десятиліть. Досліджено вплив напрямку вітру на величину вітрового навантаження та встановлено коефіцієнти напрямку для усіх областей України. Обчислено граничні та експлуатаційні розрахункові значення вітрового навантаження, виконано їх узагальнення та територіальне районування.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано геометричні розміри конструкції пілонної станції метрополітену глибокого закладення з урахуванням взаємодії кріплення з масивом. За результатами порівняльного аналізу плоских схем з просторовою визначено, що неврахування просторовості конструкції пілонної станції призводить до збільшення моментів та нормальних сил у 3 - 8 разів у плоских схемах. Розроблено методику розрахунку пілонної станції з пружно-в'язко-пластичним масивом. Установлено, що у разі застосування пружно-в'язко-пластичної моделі масиву у випадку глинистого грунту підвищується точність розрахунку конструкції станції у 1,2 - 1,35 рази, ніж за умов пружної та пружно-пластичної моделей масиву. На підставі результатів числових розрахунків з використанням алгоритму оптимізації визначено, що можливим є зниження товщини обробки станційних тунелів до 25 % без втрати їх несучої здатності.

  Скачати повний текст

Виявлено взаємозв'язок між параметрами тришарових перегородок з мінераловатними плитами та їх вогнестійкістю як наукову основу застосування даних матеріалів у будівництві з урахуванням вимог пожежної безпеки. Здійснено порівняльний аналіз існуючих методів визначення вогнестійкості будівельних конструкцій. Сформульовано визначення поняття, обгрунтовано необхідність і розроблено методичне забезпечення застосування розрахунково-експериментального методу для визначення характеристики вогнестійкості будівельних конструкцій. Розроблено методику визначення характеристки вогнестійкості тришарових перегородок з мінераловатними плитами, яка у порівнянні з існуючим суто експериментальним методом є менш вартісною та може широко застосовуватися для вирішення задач пошуку оптимального конструктивного рішення із забезпечення необхідної вогнестійкості будівель і споруд.

  Скачати повний текст

На основі синтезу спектрального підходу та методів оптимального проектування розроблено числову методику визначення оптимальних параметрів нелінійних динамічних гасителів, що забезпечують істотне зниження рівнів вібрацій, збуджуваних випадковим стаціонарним впливом. Досліджено динамічні процеси у теплообміннику АЕС за умов випадкових вібрацій опор і коливання висотної споруди, що зазнає стаціонарного вітрового впливу. Для зазначених об'єктів знайдено оптимальні параметри нелінійних динамічних гасителів коливань, що дають змогу знизити рівні вібрацій.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено уточнену схему наближеного суперелемента у плоскій задачі теорії пружності. Запропоновано принципи формування та систему узагальнених зусиль у суперелементах (СЕ). Визначено набір узагальнених зусиль для СЕ у плоскій задачі теорії пружності, що задовольняє вимоги практики проектування. На підставі результатів числових експериментів підтверджено збіжність і ефективність методу наближених суперелементів. Виявлено нетривіальні особливості роботи несучих систем будівель.

  Скачати повний текст

Розроблено методику оперативного визначення періоду першої форми власних коливань і амплітуди переміщень просторових розрахункових схем будівель з безригельним каркасом. Досліджено вплив конфігурації будівель, мас, відповідних вертикальному навантаженню, конструктивних чинників і технологічної пошкодженості на динамічні характеристики будівель. Розроблено еспериментально-статистичні моделі, що дозволяють визначити період першої форми власних коливань і амплітуду переміщень залежно від найбільш впливових факторів. Наведено результати порівняння запропонованої методики з іншими методиками, а також методом скінченних елементів, реалізованим у різних програмних комплексах, на реальних об'єктах експериментального будівництва.

  Скачати повний текст