Моделювання сейсмічного навантаження на систему «надземна споруда-грунт»

У статті розглядаються проблеми моделювання динамічних впливів «надземна споруда – ґрунтова основа» на прикладі будівлі, що розташована в м. Одеса. Розглянуто особливості моделювання необмеженого напівпростору ґрунту. У програмному комплексі ЛІРА - САПР запропоновано чисельну процедуру формування рівнянь руху та, як окремий випадок, рівнянь рівноваги, у задачах, де є необмежені області. Цю процедуру впроваджено у вигляді нових скінченних елементів, що дало можливість формувати гібридні моделі MCE/SBFEM і розв’язувати практично будь-які фізично лінійні та нелінійні динамічні задачі у часі методом підсистем. Описано принципи нових скінченних елементів, розроблених у програмному комплексі ЛІРА-САПР. Ці скінченні елементи імітують взаємодію між обмеженою областю ґрунту та іншою частиною напівпростору. В основі даного елемента лежить метод масштабування границі скінченного елементу. Для перевірки елементів вирішуються дві задачі. Перша задача розглядає обмежений ґрунт, куди вводяться розроблені граничні скінченні елементи. Друга задача розглядає ґрунт порівняно великих розмірів. Граничні умови не впливають на поширення хвилі (умовно може розглядатися як необмежений напівпростір) через розміри ґрунту. Результати чисельного експерименту свідчать про те, що застосування розроблених скінченних елементів дає можливість створювати моделі, які відтворюють реальні умови роботи конструкцій будівлі за динамічних впливів. Виконано аналіз методів розрахунку на динамічні навантаження, що застосовуються у сучасному будівництві на прикладі реального об'єкта, розташованого у Комінтернівському районі Одеської області. При моделюванні сейсмічного впливу застосовуються реальні акселерограми, записані під час землетрусу на будівельному майданчику об'єкта, що розглядається. Представлено методику, що дозволяє моделювати поведінку конструктивної системи будівлі або споруди на основі розроблених та реалізованих у програмному комплексі ЛІРА-САПР скінченних елементів, що моделюють згасання коливань.