Деякі особливості нелінійних розрахунків у системі проектування споруд

Заголовок (англійською): 
Some features of nonlinear calculation in the building design system
Автор(и): 
Перельмутер А.В.
Автор(и) (англ): 
Perelmuter A.V.
Ключові слова (укр): 
проєктні розрахунки, напружено-деформований стан, глобальний опір, часткові коефіцієнти надійності, норми проектування
Ключові слова (англ): 
design calculations, stress-strain state, global resistance, partial reliability factors, design cod
Анотація (укр): 
Робота приcвячена аналізу розбіжностей між лінійним і нелінійнім розрахунком будівельних конструкцій, що деформуються під впливом навантаження. Звертається увага на особливості, що притаманні лише нелінійному варіанту аналізу, розглядається проблема визначення граничного стану системи, який відповідає глобальній оцінці здатності. Пропонується, у якості граничного, приймати стан, у якому можливості опору системи зменшуються на декілька порядків в порівнянні з початковим навантаженням.
Анотація (англ): 
The work is devoted to the analysis of discrepancies between linear and non-linear calculation of building structures that deform under the influence of load. It is recalled that there are two fundamentally different procedures inherent in the design calculation, namely:(i) static or dynamic analysis of the behavior of the mechanical system, the result of which are the parameters of the stress-strain state of the system and (ii) assessment of the possible resistance of the system elements and the structure in general.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2024, номер 113
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2024, number 113
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
20-113_perelmuter_a.v.pdf
Дата публікації: 
26 December 2024
Номер збірника: 
113
Університет автора: 
НВ ТОВ «SCAD Soft», 03037, Київ, вул. Освіти, 3а ; Київський національний університет будівництва і архітектури,
Литература: 
  1. Дмітрієв Л.Г., Касілов О.В. Вантові покриття (розрахунок і конструювання). ‑ Київ: Будівельник, 1974. ‑ 272 с. (Російською).
  2. Ngo T., Mendis P., Gupta A., Ramsay J. Blast Loading and Blast Effects on Structures: An Overview // Electronic Journal of Structural Engineering, Special Issue: Loading on Structures. 2007. ‑ Р. 76-91.
  3. Лукаш П.А. Основи нелінійної будівельної механіки ‑ М.: Стройиздат, 1978 ‑ 204 с (Російською).
  4. Oden J.T. Finite Elements of Nonlinear Continua ‑ New York: McGraw-Hill, 1972   448 р.
  5. Hinton E. Introduction to Non-linear Finite Element Analysis - East Kilbridge: NAFEMS, 1992 ‑ 220 p.
  6. Crisfield M.A. Non-linear finite element analysis of solids and structures. Vol. 1: Essentails, Vol. 2: Advanced Topics -  Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 1998 -  345+494 p.
  7. Becker A.A. Understanding Non-linear Finite Element Analysis Through Illustrative Benchmarks. ‑ Glasgow: NAFEMS, 2001. ‑ 170 p.
  8. Баженов В.А., Піскунов С.О., Солодей І.І. Чисельне дослідження процесів нелінійного статичного і динамічного деформування просторових тіл - Київ, Вид-во «Каравела», 2017 - 302 с.
  9. Schlune H. Safety Evaluation of Concrete Structures with Nonlinear Analysis - Gothenburg: Chalmers University of Technology, 2011 -  45 p.
  10. Петров В.В. Нелінійна інкрементальна будівельна механіка -  М.: Інфра Інженерія, 2014. - 480 с (Російською).
  11. Клованіч С.Ф., Малишко Л. Нелінійні моделі матеріалів у будівельній механіці - Одеса: ОНМУ, 2017 -  125 с (Російською).
  12. Schlune H., Plos M., Gylltoft K. Safety Format for the non-linear analysis of Concrete Structures // Engineering Structures, 2011, Vol. 3, №8 – Р. 2350-2356.
  13. Bertagnoli G, Giordano L, Mancini G. Safety Format for the Nonlinear Analysis of Concrete Structures. Studi e ricerche. Politecnico di Milano, Scuola di specializzazione in costruzioni in cemento armato, 2004, Vol. 25 – Р 31-56.
  14. Tur A., Tur V. Reliability Approaches to Modeling of the Nonlinear Pseudo-static Response of RC-structural Systems in Accidental Design Situations // Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering, 2018, Vol. 22, Issue 1– Р 76-87.
  15. Allaix D.L., Carbone V.I., Mancini G. Global Safety Format for Non-Linear Analysis of Reinforced Concrete Structures // Structural Concrete, 2013,; Vol. 14 – Р 29–42.
  16. Sangiogio F. Safety Format for Non-linear Analysis of RC Structures Subjected to Multiple Failure Modes. Doctoral Thesis – Stockholm, Sweden: KTH Royal Institute of Technology, 2015 – 45 p.
  17. Gino D., Castaldo P., Giordano L., Mancini G. Model uncertainty in non-linear numerical analyses of slender reinforced concrete members // Structural concrete, 2021, Vol. 22(2) – Р 845-870. DOI:10.1002/suco.202000600.
  18. Cervenka V, Cervenka J, Kadlek L Model uncertainties in numerical simulations of reinforced concrete structures // Structural Concrete, 2018;19:2004–2016
  19. EN 1990:2023. Eurocode - Basis of structural and geotechnical design - Brussels, Belgium: CEN, European Committee for Standardization, 2023.
  20. EN 1993-1-1:2022. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings  - Brussels, Belgium: CEN, European Committee for Standardization, 2022.
  21. prEN 1992-1-1:2021. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1-1: General rules - Rules for buildings, bridges and civil engineering structures - Brussels, Belgium: CEN, European Committee for Standardization, 2021.
  22. ДБН В.2.62-98:2008 Бетоні та  залізобетоні конструкції. Основні положення проектування – Київ, Мінрегіон України, 2011.
  23. ДБН В.2.6-198:2014 Сталеві конструкції. Норми проектування – Київ, Мінрегіон України, 2014.
  24. Перельмутер А.В. Бесіди про будівельну механіку – К.: Вид-во «Сталь», 2024 – 316  с.
  25. Perelmuter A.V., Slivker V.I. Numerical Structural Analysis: Models: Methods and Pitfalls.- Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag, 2003.- 600 p.
  26. Перельмутер А.В., Пічугін С.Ф. Основи методу розрахункових граничних станів ‑ К.: Вид-во «Софія-А», 2024 -253 с.
  27. Perelmuter A.V. Repulsion criterion in estimating structural limit state. Vestnik MGSU. 2021; 16 (12): 559−566.
  28. Фиалко С.Ю. Застосування методу скінчених елементів до аналізу міцності та несучої здатності тонкостінних залізобетонних конструкцій з урахуванням фізичної нелінійності - М.: Вид-во СКАД СОФТ, вид-во АСВ, 2018 - 192 с (Російською).
  29. Cervenka V. Reliability-based non-linear analysis according to fib Model Code 2010, Structures Concrete, Journal of fib / March 2013. – Vol. 14. – ISSN 1464-4177. – Р. 19–28.
  30. Walraven J., (editor), «fib Model Code for Concrete Structures 2010», September 2013, ISBN: 978-3-433-03061-5.
  31. Červenka V., Červenka J., Sýkora M., Mlčoch J. Computational Modelling of Concrete Structures // Meschke, Pichler & Rots (Eds). Evaluation of safety formats for structural assessment based on nonlinear analysis -  London: Taylor & Francis Group, 2018 -  Р. 669-678.
  32. Sýkora M. Holický M. Safety format for non-linear analysis in the model code – verification of reliability level // Proceedings of the fib Symposium, Prague, 8-10 June, 2011 -  Prague. 2011. -  P. 943-946.
  
References: 
REFERENCES
  1. Dmitriev L.G., Kasilov O.V. Vantovi pokryttia (rozrakhunok i konstruiuvannia) (Cable-stayed coverings (calculation and construction)) ‑ Kyiv: Budivelnyk, 1974 ‑ 272 p. (in Russian).
  2. Ngo T., Mendis P., Gupta A.,  Ramsay J. Blast Loading and Blast Effects on Structures: An Overview // Electronic Journal of Structural Engineering, Special Issue: Loading on Structures. 2007- Р. 76-91.
  3. Lukash P.A. Osnovy neliniinoi budivelnoi mekhaniky (Basics of nonlinear construction mechanics) - M.: Stroyizdat, 1978. ‑ 204 p. (in Russian).
  4. Oden J.T. Finite Elements of Nonlinear Continua - New York: McGraw-Hill, 1972 - 448 р.
  5. Hinton E. Introduction to Non-linear Finite Element Analysis ‑ East Kilbridge: NAFEMS, 1992 ‑ 220 p.
  6. Crisfield M.A. Non-linear finite element analysis of solids and structures. Vol. 1: Essentails, Vol. 2: Advanced Topics - Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 1998 - 345+494 p.
  7. Becker A.A. Understanding Non-linear Finite Element Analysis Through Illustrative Benchmarks.‑ Glasgow: NAFEMS, 2001. ‑ 170 p.
  8. Bazhenov V.A., Piskunov S.O., Solodei I.I. Chyselne doslidzhennia protsesiv neliniinoho statychnoho i dynamichnoho deformuvannia prostorovykh til (Numerical study of the processes of nonlinear static and dynamic deformation of spatial bodies) - Kyiv, "Karavela" Publishing House, 2017 - 302 p (in Ukrainian).
  9. Schlune H. Safety Evaluation of Concrete Structures with Nonlinear Analysis - Gothenburg: Chalmers University of Technology, 2011 - 45 p.
  10. Petrov V.V. Neliniina inkrementalna budivelna mekhanika (Nonlinear incremental construction mechanics) - M.: Infra Engineering, 2014. - 480 s (in Russian).
  11. Klovanich S.F., Malyshko L. Neliniini modeli materialiv u budivelnii mekhanitsi (Nonlinear models of materials in construction mechanics) - Odesa: ONMU, 2017 - 125 p. (in Russian).
  12. Schlune H., Plos M., Gylltoft K. Safety Format for the non-linear analysis of Concrete Structures // Engineering Structures, 2011, Vol. 3, №8 – Р.  2350-2356.
  13. Bertagnoli G, Giordano L, Mancini G. Safety Format for the Nonlinear Analysis of Concrete Structures. Studi e ricerche. Politecnico di Milano, Scuola di specializzazione in costruzioni in cemento armato, 2004, Vol. 25 – Р 31-56.
  14. Tur A., Tur V. Reliability Approaches to Modeling of the Nonlinear Pseudo-static Response of RC-structural Systems in Accidental Design Situations // Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering, 2018, Vol. 22, Issue 1– Р 76-87.
  15. Allaix D.L., Carbone V.I., Mancini G. Global Safety Format for Non-Linear Analysis of Reinforced Concrete Structures // Structural Concrete, 2013,; Vol. 14 – Р 29–42.
  16. Sangiogio F. Safety Format for Non-linear Analysis of RC Structures Subjected to Multiple Failure Modes. Doctoral Thesis – Stockholm, Sweden: KTH Royal Institute of Technology, 2015 – 45 p.
  17. Gino D., Castaldo P., Giordano L., Mancini G. Model uncertainty in non-linear numerical analyses of slender reinforced concrete members // Structural concrete, 2021, Vol. 22(2) – Р 845-870. DOI:10.1002/suco.202000600.
  18. Cervenka V, Cervenka J, Kadlek L Model uncertainties in numerical simulations of reinforced concrete structures // Structural Concrete, 2018;19:2004–2016
  19. EN 1990:2023. Eurocode - Basis of structural and geotechnical design - Brussels, Belgium: CEN, European Committee for Standardization, 2023.
  20. EN 1993-1-1:2022. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings  - Brussels, Belgium: CEN, European Committee for Standardization, 2022.
  21. prEN 1992-1-1:2021. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1-1: General rules - Rules for buildings, bridges and civil engineering structures - Brussels, Belgium: CEN, European Committee for Standardization, 2021.
  22. DBN V.2.62-98:2008 Betoni ta  zalizobetoni konstruktsii. Osnovni polozhennia proektuvannia (Concrete and reinforced concrete structures. Basic provisions of design) - Kyiv, Ministry of Regions of Ukraine, 2011 (in Ukrainian).
  23. DBN V.2.6-198:2014 Stalevi konstruktsii. Normy proektuvannia (Steel structures. Design norms) - Kyiv, Ministry of Regions of Ukraine, 2014 (in Ukrainian).
  24. Perelmuter A.V. Besidy pro budivelnu mekhaniku (Conversations about construction mechanics) - K.: "Stal" Publishing House, 2024 - 316 p (in Ukrainian).
  25. Perelmuter A.V., Slivker V.I. Numerical Structural Analysis: Models: Methods and Pitfalls.- Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag, 2003.- 600 p.
  26. Perelmuter A.V., Pichugin S.F. Osnovy metodu rozrakhunkovykh hranychnykh staniv (Basics of the method of calculated limit states) - K.: Sofia-A Publishing House, 2024 - 253 p (in Ukrainian).
  27. Perelmuter A.V. Repulsion criterion in estimating structural limit state. Vestnik MGSU. 2021; 16 (12): 559−566.
  28. Fialko S.Yu. Zastosuvannia metodu skinchenykh elementiv do analizu mitsnosti ta nesuchoi zdatnosti tonkostinnykh zalizobetonnykh konstruktsii z urakhuvanniam fizychnoi neliniinosti (Application of the finite element method to the analysis of the strength and load-bearing capacity of thin-walled reinforced concrete structures taking into account physical nonlinearity) - Moscow: SKAD SOFT Publishing House, ASV Publishing House, 2018 - 192 p. (in Russian).
  29. Cervenka V. Reliability-based non-linear analysis according to fib Model Code 2010, Structures Concrete, Journal of fib / March 2013. – Vol. 14. – ISSN 1464-4177. – Р. 19–28.
  30. Walraven J., (editor), «fib Model Code for Concrete Structures 2010», September 2013, ISBN: 978-3-433-03061-5.
  31. Červenka V., Červenka J., Sýkora M., Mlčoch J. Computational Modelling of Concrete Structures // Meschke, Pichler & Rots (Eds). Evaluation of safety formats for structural assessment based on nonlinear analysis - London: Taylor & Francis Group, 2018 - Р. 669-678.
  32. Sýkora M. Holický M. Safety format for non-linear analysis in the model code – verification of reliability level // Proceedings of the fib Symposium, Prague, 8-10 June, 2011 - Prague. 2011. - P. 943-946.