Дослідження напружено-деформованого стану системи «основа - фундамент - споруда» з урахуванням генетичної нелінійності

Заголовок (англійською): 
Study of the stress–strain state of the «Soil – Foundation -Structure» system with consideration of genetic nonlinearity
Автор(и): 
Солодей І.І.
Затилюк Г.А.
Коновал В.С.
Автор(и) (англ): 
Solodei I.I.
Zatyliuk Gh.A.
Konoval V.S.
Ключові слова (укр): 
генетична нелінійность, монтаж, метод скінченних елементів, глибина стиснутої зони, ґрунтова основа, осідання
Ключові слова (англ): 
genetic nonlinearity, ‘montage’ mode, finite element method, depth of the compressed zone, soil foundation, settlement
Анотація (укр): 
У роботі розглянуто особливості моделювання системи «основа – фундамент – споруда» з урахуванням генетичної нелінійності, яка відображає послідовні зміни розрахункової схеми під час зведення будівлі. Особливу увагу приділено чисельному моделюванню ґрунтової основи, зокрема уточненню її деформаційних характеристик у процесі зміни розрахункової моделі. Для дослідження обрано три розрахункові моделі: традиційна схема з «одномоментним» прикладанням навантажень, схема з урахуванням генетичної нелінійності, але із фіксованими розмірами моделі основи по вертикалі, схема з урахуванням генетичної нелінійності та уточненням деформаційних характеристик основи через зміну меж стисливої товщі на кожному етапі монтажу. Результати розрахунків показали, що модель 2 призводить до завищених значень осідань на початкових стадіях, що формує консервативний результат. Найбільш реалістичні дані отримано за моделлю 3, яка враховує зміну межі стисливої товщі на кожному етапі. Такий підхід дозволяє знизити не лише абсолютні значення осідань, а й відносні деформації фундаментної плити, що веде до зменшення напружень у конструкціях підземної частини споруди та виявляє певні резерви їхньої роботи.
Анотація (англ): 
The study examines the features of modeling the stress–strain state of the “soil–foundation–structure” system with consideration of genetic nonlinearity, which reflects the sequential changes of the calculation scheme during the construction of a building. It is shown that traditional linear calculations do not fully represent the actual processes of interaction between structures and the soil foundation. Three calculation models were considered for the analysis: a traditional scheme with “instantaneous” load application; a scheme with genetic nonlinearity but fixed vertical dimensions of the foundation model; and a scheme with genetic nonlinearity combined with refinement of the deformation properties of the foundation by adjusting the compressible layer thickness at each stage of construction. The results demonstrated that Model 2 leads to overestimated settlement values at the initial stages, resulting in a conservative outcome. The most realistic results were obtained with Model 3, which accounts for changes in the compressible layer thickness at each construction stage. This approach makes it possible to reduce not only the absolute settlement values but also the relative deformations of the foundation slab, thereby decreasing stress levels in the underground structural elements of the building and revealing certain reserves in their performance.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2025, номер 115
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2025, number 115
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
13-115_solodey_i.i._zatilyuk_g.a._konoval_v.s.pdf
Дата публікації: 
23 December 2025
Номер збірника: 
115
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Литература: 
 
  1. Комп'ютерні технології розрахунку просторових конструкцій при статичних і динамічних навантаженнях / В.А. Баженов та ін. Київ : Каравела, 2018. 312 с.
  2. Перельмутер А.В. Деякі особливості нелінійних розрахунків у системі проектування споруд. Опір матеріалів і теорія споруд. 2024. № 113. С. 183–194. DOI: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2024.113.183-194.
  3. Solodei I., Petrenko E., Zatyliuk Gh. Nonlinear problem of structural deformation in interaction with elastoplastic medium. Опір матеріалів та теорія споруд. 2020. №105. С. 48–63. DOI: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2020.105.48-63
  4. Перельмутер А., Кабанцев О. Анализ конструкции с изменяющейся расчетной схемой : навч. вид. : СКАД СОФТ, 2015. 148 с.
  5. Компьютерные модели конструкций / А.С. Городецкий, И.Д. Евзеров. Київ : Факт, 2005. 344 с.
  6. Вінніков Ю.Д. Математичне моделювання взаємодії фундаментів з ущільненими основами при їх зведенні та наступній роботі.  Полтава : ПНТУ, 2004. 237с.
  7. Möller S. Tunnel in duced settlement sandstructural forces in linings : dissertation. 2006. 174 p.
 
References: 
 1.     Kompiuterni tekhnolohii rozrakhunku prostorovykh konstruktsii pry statychnykh i dynamichnykh navantazhenniakh (Computer technologies for the analysis of spatial structures under static and dynamic loads) / V.A. Bazhenov et al. Kyiv: Karavela, 2018. 312 p.2.     Perelmuter A.V. Deiaki osoblyvosti neliniinykh rozrakhunkiv u systemi proektuvannia sporud (Some features of nonlinear calculation in the building design system). Strength of Materials and Theory of Structures. 2024. No. 113. P. 183–194. DOI: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2024.113.183-1943.     Solodei I., Petrenko E., Zatyliuk Gh. Nonlinear problem of structural deformation in interaction with elastoplastic medium. Strength of Materials and Theory of Structures. 2020. No. 105. P. 48–63. DOI: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2020.105.48-634.     Perelmuter A., Kabantsev O. Analiz konstruktsii s izmenyayushcheisya raschetnoi skhemoi (Analysis of structures with variable design schemes). Navch. vyd. (Textbook). SKAD SOFT, 2015. 148 p.5.     Kompyuternie modeli konstruktsii (Computer models of structures) / A.S. Gorodetskii, I.D. Evzerov. Kyiv: Fakt, 2005. 344 p.6.     Vinnikov Yu.D. Matematychne modeliuvannia vzaiemodii fundamentiv z uschilnenymy osnovamy pry yikh zvedenni ta nastupnii roboti (Mathematical modeling of the interaction of foundations with compacted bases during construction and subsequent operation). Poltava: PNTU, 2004. 237 p.7.     Möller S. Tunnel induced settlements and structural forces in linings: Dissertation. 2006. 174 p.