Choosing of program complex for solving the contact problem

I. V. Khoruzhenko, R. A. Timchenko, D. A. Krishko

Abstract


Abstract.  Purpose.  Analysis and systematization of the existing software for the calculation of  the foundations and the choice of  optimal software for solving the contact problem in the interaction of foundation with the nonlinear deformable base.  Analysis.  Was performed  overview  of  the  main  software  that are used in the calculation of foundations and bases, analyzed their possible areas of  use.  Were  presented  fundamental  differences  in  the  results  of  determination  the  vertical  shrinkage  of  the  strip  foundation  by  the  analytical method and finite element method in the conditions of planar and spatial  tasks on the basis of PLAXIS.  Findings.  The  software  provides  a  large  library  of  finite  elements  and  it  is  a  potent  analysis  tool.  Using  different  software  would  improve   the  process of calculating the foundations and bases. Integrated system of structural  analysis and design of structures based on the finite  element method allows determining the stress-strain state of structures from static and dynamic influences and performing a number  of structural elements of the design features.  To solve the contact problem in the interaction foundation with nonlinear deformable  base the most advanced option of using is PLAXIS program.  Comparison Results foundation subsidence calculations performed by  the deformed flat circuit by the analytical method and finite elemen t method (PLAXIS 2D), showed that their values differ by only  9-15%.  Foundation subsidence values that were calculated by the finite element method in conditions of spatial problem (PLAXIS  3D)  by  an  average  of  41%  less  subsidence  values  received  in  terms  of  plane  problem  (PLAXIS  2D).  The  relative  difference  subsidence received by the finite element method in terms of spatial problem has a much smaller value (0.00077) than with the   flat problem  (0.0022).  Originality.  In  the  article  was  analyzed  information  about  the  most  advanced  software  for  the  calculation  of  foundations  and  bases,  are  characterized  their  ability,  scope  of  use,  allowing  to  choose  the  optimal  version  of  the  software  for  a specific purpose in solving the structural problem. Practical value. Using software system PLAXIS 3D during modeling of foundation  interaction with the base which deforms unevenly allows you to get more accurate results acting forces and contact stresses.


Keywords


program complexes; finite element method; interaction of foundation with the base; PLAXIS.

References


Golubev A.I. and Seletskiy A.V. Programmnyy kompleks PLAXIS – effektivnyy instrument dlya geotekhnicheskikh rashchetov transportnykh sooruzheniy [Program complex PLAXIS - an effective tool for geotechnical calculations of transport facilities]. Dorogi. Innovatsii v stroitelstve [Roads. Innovations in construction]. 2011, № 9, pp. 58-60. (in Russian)

Minregion Ukrainy. Osnovy ta fundamenty budynkiv i sporud. Osnovni polozhennia proektuvannia: DBN V.2.1.-10-2009 [State standard of Ukraine V.2.1.-10-2009. Bases and foundations of buildings and structures. The main provisions of the design]. Kyiv, 2009, 161 p. Available at: http://www.dbn.at.ua.

Igosheva L.A. and Kleveko V.I. Sravnenie rezultatov opredeleniya vertikalnoy osadki lentochnogo fundamenta analiticheskim metodom i metodom konechnykh elementov [Comparison of the results of determining the vertical shrinkage of the tape foundation by the analytical method and finite element method]. Vestnik Permskogo natsionalnogo issledovatelskogo politehnicheskogo universiteta. Prikladnaya ekologiya. Urbanistika [Herald of Perm National Research Polytechnic University. Applied Ecology. Urbanity.]. 2014, no. 3 (15), pp. 30–38. (in Russian)

Genzerskiy Yu.V., Medvedenko D.V., Palienko O.I. and Titok V.P. LIRA – SAPR 2011. Uchebnoe posobie [LIRA - CAD 2011. Tutorial]. Kyiv, 2011, 396 p. (in Russian)

Batrak L.G., Gorodetskiy D.A., Lazarev A.A., Rasskazov A.A. and Yusipenko S.V. MONOMAH-SAPR 2011. Uchebnoe posobie. Primery rascheta i proektirovaniya [MONOMAH-CAD 2011 Manual. Examples of calculation and design]. Kyiv, 2011, 320 p. (in Russian)

Rukovodstvo polzovatelya Plaxis 2D 2015 [User Manual Plaxis 2D 2015]. NIP-Informatika [NPC-Informatics]. Saint Petersburg, 2015, 424 p. (in Russian)

Rukovodstvo polzovatelya Plaxis 3D AE 2015 [User Manual Plaxis 3D AE 2015]. NIP-Informatika [NPC-Informatics]. Saint Petersburg, 2015, 430 p. (in Russian)

Fedorov D.A. and Moklyak K.G. Chislennoe issledovanie zadachi sovmestnogo rascheta konstruktsiy s osnovaniyami po realizatsiyam v vychislitelnykh kompleksakh SCAD i «LIRA» [Numerical investigation of the problem the joint analysis of structures with foundations on the implementation of computer systems and SCAD and "LIRA"]. Izvestiya vyisshikh uchebnykh zavedeniy. Stroitelstvo [Proceedings of the higher educational institutions. Building]. 2011, no.12, pp. 97-104. (in Russian)

Karpilovskiy V.S., Kriksunov E.Z., Malyarenko A.A., Mikitarenko M.A., Perelmuter A.V. and Perelmuter M.A. SCAD Office. Versiya 21. Vyichislitelnyy kompleks SCAD: posobie [SCAD Office. Version 21. The computing complex SCAD ++: Tutorial]. Moscow : Izd-vo SKAD SOFT, 2015, 808 p. (in Russian)

Karpilovskiy V.S., Kriksunov E.Z., Malyarenko A.A., Mikitarenko M.A., Perelmuter A.V., Perelmuter M.A., Fedorovskiy V.G. and Yurchenko V.V. SCAD Office. Realizatsiya SNiP v proektiruyushchikh programmakh: posobie [SCAD Office. Realization of SNIP in projecting programs: Tutorial]. Moscow : SKAD SOFT Publ., 2014, 480 p. (in Russian)

PLAXIS – instrument inzhenera-geotekhnika. Primery raschetov [PLAXIS – geotechnical engineering tool. Calculation examples].CADmaster, 2002, no. 3, pp. 62-65. (in Russian)

Plaxis 2D 2015. Reference manual, Delft University of Technology & PLAXIS b.v., The Netherland, 424 p.

Plaxis 3D 2015. Reference manual, Delft University of Technology & PLAXIS b.v., The Netherlan d, 430 p.


GOST Style Citations


1.  Голубев  А.И.  Программный  комплекс  PLAXIS  –  эффективный  инструмент  для  геотехнических  расчетов  транспортных сооружений / Голубев А.И., Селецкий А.В. // Дороги. Инновации в строительстве. 2011.№ 9. – С. 58-60.

2.  Державні  будівельні  норми  В.2.1.-10-2009.  Основи  та  фундаменти  будинків  і  споруд.  Основні  положення проектування. – Київ. : Мінрегіонбуд України, 2009. – 161 с.

3.  Игошева  Л.А.  Сравнение  результатов  определения  вертикальной  осадки  ленточного  фундамента  аналитическим  методом  и  методом  конечных  элементов  /  Игошева  Л.А.,  Клевеко  В.И.  //  Вестник  Пермского  национального  исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2014. – № 3 (15). – С. 30–38.

4.  ЛИРА  –  САПР  2011.  Учебное  пособие.  Гензерский  Ю.В.,  Медведенко  Д.В.,  Палиенко  О.И.,  Титок  В.П.  –  Киев: Электронное издание, 2011, – 396 с.

5.  МОНОМАХ-САПР  2011.  Учебное  пособие.  Примеры  расчета  и  проектирования.  Батрак  Л.Г.,  Городецкий  Д.А.,  Лазарев А.А., Рассказов А.А., Юсипенко С.В.  – Киев: Электронное издание , 2011. – 320 с.

6.  Руководство пользователя Plaxis 2D 2015: Пер. с англ. СПб.: НИП-Информатика, 2015. – 424 с.

7.  Руководство пользователя Plaxis 3D AE 2015: Пер. с англ. СПб.: НИП-Информатика, 2015. – 430 с.

8.  Федоров Д.А.  Численное исследование задачи совместного расчета конструкций с основаниями по реализациям в  вычислительных  комплексах  SCAD  и  «ЛИРА»  /  Федоров  Д.А.,  Мокляк  К.Г.  //  Известия  высших  учебных  заведений.  Строительство. 2011. – №12. – С. 97-104.

9.  SCAD  Office.  Версия  21.  Вычислительный  комплекс  SCAD++:  пособие  /  Карпиловский  В.С.,  Криксунов  Э.З.,  Маляренко А.А., Микитаренко М.А., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. - Москва: Изд-во СКАД СОФТ, 2015. –808 с.

10.  SCAD  Office.  Реализация  СНиП  в  проектирующих  программах:  пособие  /  Карпиловский  В.С.,  Криксунов  Э.З.,  Маляренко  А.А.,  Микитаренко  М.А.,  Перельмутер  А.В.,  Перельмутер  М.А.,  Федоровский  В.Г.,  Юрченко  В.В.-  Москва: СКАД СОФТ, 2014. – 480 с

11.  PLAXIS — инструмент инженера-геотехника. Примеры расчетов // CADmaster. – 2002. – № 3. – С. 62-65.

12.  Plaxis 2D 2015. Reference manual, Delft University of Technology & PLAXIS b.v., The Netherland, – 424 p.

13.  Plaxis 3D 2015. Reference manual, Delft University of Technology & PLAXIS b.v., The Netherland, – 430 p.



Refbacks

  • There are currently no refbacks.