Advisor of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences, Dr. in Tech. Sc., Professor, Head of Department of Theoretical Mechanics
советник Российской академии архитектуры и строительных наук, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической механики
Candidate of Technical Sciences, Associate professor of Department of Theoretical Mechanics
кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической механики
The objects of research are orthogonally intersecting cylindrical shells and the surrounding soil. A numerical stress analysis of the shells has been conducted the effect of taking into account the stages of construction has been evaluated. The analysis was performed in ANSYS Mechanical software. The joint of orthogonally intersecting cylindrical shells is located at a depth of 30 m from the ground surface. The dimensions of the soil body are selected from the condition of stress release and are adopted as 5 diameters of the larger shell to the left and to the right of it. The problem takes into account the physical and contact nonlinearities. Contact nonlinearity is associated with the interaction of the joint of the orthogonally intersecting cylindrical shells and the soil body in the process of deformation and as a result of shell element activation at calculation stages. The contact between the bodies is modelled using contact pairs. The cases of 8, 4, 2 and 1 stages of the construction of the T-connection were designed (in each case an additional stage (zeroth) was allocated for determining the initial state of the soil). The case without taking into account the construction stages was also considered. The results showed that the stage analysis leads to significant changes in the values of the von Mises stresses in the T-connection compared to the case without taking into account construction stages. The potential for further research is associated with the use of nonlinear materials for the shell and various alternatives for the contact interaction of the shell and the soil.
Объектом исследования являются ортогонально пересекающиеся цилиндрические оболочки и окружающий их грунт. Основная цель расчета состоит в определении напряженно-деформированного состояния цилиндрических оболочек и влияния учета стадий строительства на результаты расчета. Численный анализ выполнен в универсальном программном комплексе ANSYS Mechanical. Узел ортогонально пересекающихся цилиндрических оболочек расположен на глубине 30 м от верхней поверхности основания. Размеры грунтового массива выбраны из условия затухания напряженно-деформированного состояния грунта и приняты по 5 диаметров большой оболочки слева и справа от нее. При решении задачи учтены физическая и контактная нелинейности. Контактная нелинейность обусловлена совместной работой узла ортогонально пересекающихся цилиндрических оболочек с окружающим грунтовым массивом в процессе деформирования системы и при активации элементов оболочек на стадиях расчета. Контакт между телами выполнен с помощью контактных пар. Составлены расчетные случаи с 8, 4, 2 и 1 стадиями возведения тройникового соединения (в каждом случае дополнительно одна стадия (нулевая) отводилась на определение бытового состояния основания) и без учета стадий. По результатам видно, что стадийный расчет дает значительное изменение величин напряжений по Мизесу в тройниковом соединении по сравнению с расчетным случаем без учета стадий. Перспективы дальнейших исследований связаны с применением нелинейных материалов оболочки и различными вариантами контактного взаимодействия оболочки и основания.