vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2020-47-4-112-121vdgtu-882Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREПрименение многослойных конечных элементов переменной толщины при расчете железобетонных плит в вычислительном комплексе «Принс»Application of multilayer finite elements of variable thickness in the calculation of reinforced concrete slabs in the "Prince" computer complexАйдемировК. Р.AidemirovK. R.

Айдемиров Курбан Рабаданович, кандидат технических наук, доцент кафедры сопротивления материалов, теоретической и строительной механики

367026 г. Махачкала, пр. И.Шамиля,70

Kurban R. Aidemirov, Cand. Sci. (Technical), Assoc. Prof., Department of Resistance of Materials, Theoretical and Structural Mechanics

70 Shamil Ave., Makhachkala 367026

kyrayd@mail.ruАгаповВ. П.AgapovV. P.

Агапов Владимир Павлович, доктор технических наук, профессор кафедры прикладной механики и математики

1129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Vladimir P. Agapov, Dr. Sci., (Technical), Prof., Department of Applied Mechanics and Mathematics

26 Yaroslavl Highway, Moscow 129337

agapovpb@mail.ruМуртазалиевГ. М.MurtazalievG. M.

Муртазалиев Гелани Муртазалиевич, доктор технических наук, профессор кафедры сопротивления материалов, теоретической и строительной механики

367026 г. Махачкала, пр. И.Шамиля,70

Gelani M. Murtazaliev, Dr. Sci. (Technical), Prof., Department Resistance of Materials, Theoretical and Construction Mechanics

70 Shamil Ave., Makhachkala 367026

smdstu@mail.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияNational Research Moscow State University of Civil EngineeringRussian Federation202021012021474112121Copyright © Айдемиров К.Р., Агапов В.П., Муртазалиев Г.М., 20212021Айдемиров К.Р., Агапов В.П., Муртазалиев Г.М.Aidemirov K.R., Agapov V.P., Murtazaliev G.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/882Цель

Цель. Описывается семейство многослойных конечных элементов, предназначенных для расчета железобетонных плит и оболочек переменной толщины. Рассматриваются особенности формирования матриц жесткости, связанные с переменностью сечения элементов.

Метод

Метод. В основе семейства лежит простейший плоский треугольный элемент, построенный с использованием гипотезы Кирхгофа. Поперечные перемещения в этом элементе аппроксимируются неполным кубическим полиномом. Такой элемент непригоден для практического применения, но на его основе построены усовершенствованные элементы трех- и четырехугольной формы в плане. Особое внимание уделено учету переменности поперечного сечения.

Результат

Результат. Приводятся результаты тестирования разработанных элементов и показываются преимущества их использования в практике проектирования и расчета конструкций.

Вывод

Вывод. Разработанный программный комплекс ПРИНС может оказаться полезным при проектировании и расчете конструкций, содержащих плиты переменной толщины.

Objective

Objective. A family of multilayer finite elements designed for calculating reinforced concrete slabs and shells of variable thickness is described. The features of the formation of stiffness matrices associated with the variability of the cross-section of elements are considered.

Methods

Methods. The family is based on the simplest planar triangular element constructed using the Kirchhoff hypothesis. The transverse displacements in this element are approximated by an incomplete cubic polynomial. This element is not suitable for practical use, but it is based on improved elements of three- and foursided shape in the plan. Special attention is paid to the consideration of cross-section variability.

Results

Results. The results of testing the developed elements are presented and the advantages of their use in the practice of design and calculation of structures are shown.

Conclusion

Conclusion. The developed PRINCE software package can be useful in the design and calculation of structures containing plates of variable thicknesses.

строительные конструкциижелезобетонные плиты постоянного и переменного сеченияметод конечных элементовbuilding structuresreinforced concrete slabs of constant and variable crosssectionfinite element methodReferencesJ.K.Lee, A.W.Leissa, A.J.Wang. J. of Engineering for Gas Turbines and Power, 106, Jan(1084).J.K. Lee, A. W. Leissa, A. J. Wang. J. of Engineering for Gas Turbines and Power, 106, Jan (1084).V.P.Agapov. The analysis of the Turbo-Propeller Aviation Engines Blades by Finite Element Method. NWC 2013 (2013)V.P. Agapov. The analysis of the Turbo-Propeller Aviation Engines Blades by Finite Element Method. NWC 2013. 2013.Конструкции железобетонные и бетонные градирен. Правила проектирования. Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства, Свод правил (Москва, 2016).Konstruktsii zhelezobetonnyye i betonnyye gradiren. Pravila proyektirovaniya. Ministerstvo stroitel'stva i zhilishchno-kommunal'nogo khozyaystva, Svod pravil (Moskva, 2016). [Reinforced concrete and concrete cooling tower structures. Design rules. Ministry of Construction and Housing and Communal Services, Code of Rules (Moscow, 2016) (In Russ)]Современные пространственные конструкции (железобетон, металл, дерево, пластмассы): Справочник / Ю. А. Дыховичный, Э.З. Жуковский, В. В. Ермолов и др.; Под ред. Ю. А. Дыховичного, Э.З, Жуковского.М.: Высш. шк., 1991.543 с.Sovremennyye prostranstvennyye konstruktsii (zhelezobeton, metall, derevo, plastmassy): Spravochnik / YU. A. Dykhovichnyy, E.Z. Zhukovskiy, V. V. Yermolov i dr.; Pod red. YU. A. Dykhovichnogo, E.Z, Zhukovskogo.M.: Vyssh. shk., 1991.543 s. [Modern spatial structures (reinforced concrete, metal, wood, plastics): Handbook / Yu. A. Dykhovichny, EZ. Zhukovsky, V.V. Ermolov and others; Ed. A. Dykhovichny, E.Z, Zhukovsky), Moscow: Vyssh. shk., 1991.543 p. (In Russ)]SP 52-117-2008. Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. Часть И. Методы расчета и конструирование (Москва. 2008).SP 52-117-2008. Zhelezobetonnyye prostranstvennyye konstruktsii pokrytiy i perekrytiy. Chast' I. Metody rascheta i konstruirovaniye (Moskva. 2008). [SP 52-117-2008. Reinforced concrete spatial structures of roofs and floors. Part I. Calculation methods and design (Moscow. 2008). (In Russ)]K.A.Бaсов. ANSYS: Справочник пользователя (Москва: DMK Пресс, 2005). 640c.K.A.Basov ANSYS: Spravochnik pol'zovatelya (Moskva: DMK Press, 2005 [K.A.Basov ANSYS: User's Guide (Moscow: DMK Press, 2005. 640p.). (In Russ)]С. Городецкий, И.Д. Евзеров. Компьютерные модели конструкций (Kиев: Факт, 2007).S. Gorodetskiy, I.D. Yevzerov. Komp'yuternyye modeli konstruktsiy (Kiyev: Fakt, 2007). [S. Gorodetsky, I.D. Evzerov. Computer models of structures (Kiev: Fact, 2007). (In Russ)]Карпенко С.Н.. Модели деформирования бетона в приращениях и методы расчета конструкций (Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва, 2010).Karpenko S.N.. Modeli deformirovaniya betona v prirashcheniyakh i metody rascheta konstruktsiy (Dissertatsiya na soiskaniye uchenoy stepeni doktora tekhnicheskikh nauk, Moskva, 2010). [Karpenko S.N. Models of concrete deformation in increments and methods of calculating structures (Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences, Moscow, 2010). (In Russ)]H.G.Kwak, F.C.Filippou. Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures Under Monotonic Loads (Department of Civil Engineering University of California Berceley, California, Report NO.UCB/SEMM-90/14, 2004).H.G. Kwak, F.C. Filippou. Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures Under Monotonic Loads (Department of Civil Engineering University of California Berceley, California, Report NO.UCB / SEMM-90/14, 2004).Агапов В.П. Метод конечных элементов в статике, динамике и устойчивости конструкций (Изд-во АСВ, Mосква, 2005).Agapov V.P. Metod konechnykh elementov v statike, dinamike i ustoychivosti konstruktsiy (Izd-vo ASV, Moskva, 2005 [Agapov V.P. Finite Element Method in Statics, Dynamics and Stability of Structures (ASV Publishing House, Moscow, 2005). (In Russ)]Агапов В.П., Айдемиров К.Р. О расчете железобетонных плит переменной толщины в вычислительном комплексе "ПРИНС".Agapov V.P., Aydemirov K.R. O raschete zhelezobetonnykh plit peremennoy tolshchiny v vychislitel'nom komplekse "PRINS". [Agapov V.P., Aydemirov K.R. On the calculation of reinforced concrete slabs of variable thickness in the "PRINS" computer complex. (In Russ)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.