Обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту з використанням програмних комплексів
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. Мостові опори, що мають високий ростверк, потребують більшої уваги при розрахунку їх міцності по причині складних умов роботи паль. Метою наукової статті є обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту мостової конструкції з використанням програмних обчислювальних комплексів SCAD і ЛІРА-САПР. Методика. Проведено аналіз програмних засобів, що застосовуються для автоматизації проєктування фундаментів. Виявлено основні параметри програмних комплексів SCAD та ЛІРА-САПР. З їх допомогою побудовано скінченно-елементні моделі пальового фундаменту мостової опори з високим ростверком. В розроблених моделях максимально відображені властивості ґрунтової основи та фундаменту, його ростверку та паль, геометричні характеристики та враховано вплив розбивки на скінченні елементи. Були виконані розрахунки в програмних комплексах SCAD і ЛІРА-САПР із моніторингом розрахункового процесу. Результати. В ході чисельного аналізу пальового фундаменту мостової конструкції із високим ростверком визначено вертикальні переміщення, силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти) в палях та напруження в тілі опори та палях. На основі цих результатів виконано аналіз, який поєднано із порівнянням отриманих результатів. Впровадження в практику зазначених програмних засобів SCAD і ЛІРА-САПР дозволяє істотно скоротити терміни проєктування, знизити собівартість проєктів, підвищити якість і ефективність капіталовкладень. Наукова новизна. Проведене порівняння напружено-деформованого стану, отриманого в ході чисельного аналізу програмних засобів SCAD і ЛІРА-САПР, яке довело різницю в підході до моделювання в цих комплексах. Практична значимість. Результати обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту з використанням програмних комплексів надали змогу перевірити конструктивне рішення всіх елементів фундаменту мостової конструкції із високим ростверком.
EN: Purpose. Bridge supports with a high pile caps require more attention when calculating their strength due to the difficult operating conditions of the piles. The purpose of the scientific article is to substantiate the stress-strain state of the pile foundation of the bridge structure using software computing systems SCAD and LIRA-CAD. Methodology.An analysis of software used to automate the design of foundations was conducted. The main parameters of SCAD and LIRA-CAD software packages are yielded. With their help, finite-element models of the pile foundation of the bridge support with a high pile cap werebuilt. The developed models maximally reflect the properties of the soil base and foundation, its pile cap and piles, geometric characteristics and the influence of the finite elements meshing is considered. Calculations were performed in SCAD and LIRA-CAD software packages with monitoring of the calculation process. Findings.During the numerical analysis of the pile foundation of the bridge structure with a high pile cap, vertical displacements, force factors (normal forces and bending moments) in the piles and stresses in the body of the support and piles were determined. Based on these results, an analysis was performed, which is combined with a comparison of the obtained results. Implementation of SCAD and LIRA-CAD software allows to significantly reduce design time, to reduce project costs, to improve the quality and efficiency of invest-ments. Originality. A comparison of the stress-strain state obtained during the numerical analysis of SCAD and LIRA-CAD software, which proved the difference in the approach to modeling in these complexes, was conducted. Practical value.The results of substantiation of the stress-strain state of the pile foundation with the use of software complexes made it possible to verify the design solution of all elements of the foundation of the bridge structure with a high pile cap.
EN: Purpose. Bridge supports with a high pile caps require more attention when calculating their strength due to the difficult operating conditions of the piles. The purpose of the scientific article is to substantiate the stress-strain state of the pile foundation of the bridge structure using software computing systems SCAD and LIRA-CAD. Methodology.An analysis of software used to automate the design of foundations was conducted. The main parameters of SCAD and LIRA-CAD software packages are yielded. With their help, finite-element models of the pile foundation of the bridge support with a high pile cap werebuilt. The developed models maximally reflect the properties of the soil base and foundation, its pile cap and piles, geometric characteristics and the influence of the finite elements meshing is considered. Calculations were performed in SCAD and LIRA-CAD software packages with monitoring of the calculation process. Findings.During the numerical analysis of the pile foundation of the bridge structure with a high pile cap, vertical displacements, force factors (normal forces and bending moments) in the piles and stresses in the body of the support and piles were determined. Based on these results, an analysis was performed, which is combined with a comparison of the obtained results. Implementation of SCAD and LIRA-CAD software allows to significantly reduce design time, to reduce project costs, to improve the quality and efficiency of invest-ments. Originality. A comparison of the stress-strain state obtained during the numerical analysis of SCAD and LIRA-CAD software, which proved the difference in the approach to modeling in these complexes, was conducted. Practical value.The results of substantiation of the stress-strain state of the pile foundation with the use of software complexes made it possible to verify the design solution of all elements of the foundation of the bridge structure with a high pile cap.
Description
О. Дубінчик: ORCID 0000-0003-4059-2357; Л. Недужа: ORCID 0000-0002-7038-3006
Keywords
мостова опора, пальовий фундамент, високий ростверк, напружено-деформований стан, чисельний аналіз, програмний комплекс, bridge support, pile foundation, high pile cap, КТІ, КТБМ
Citation
Дубінчик О. І., Недужа Л. О. Обґрунтування напружено-деформованого стану пальового фундаменту з використанням програмних комплексів. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2021. Вип. 20. С. 13–18. DOI: 10.15802/bttrp2021/245247.