Чисельне моделювання напружено-деформованого стану жорстких аеродромних покриттів при взаємодії зі слабкою ґрунтовою основою

Ключові слова: метод скінченних елементів, слабка ґрунтова основа, жорсткі аеродромні покриття, чисельне моделювання, напружено-деформований стан

Анотація

Запропоновано методику і її числову реалізацію уточнених розрахунків жорстких аеродромних покриттів з ураху-
ванням їх взаємодії з неоднорідним багатошаровим слабким ґрунтовим півпростором. Чисельне моделювання на-
пружено-деформованого стану жорстких аеродромних покриттів здійснено на основі співвідношень нелінійної теорії
пружності за допомогою моментної схеми методу скінченних елементів. Розв'язана задача розрахунку реального бе-
тонного покриття на жорсткій штучній основі злітно-посадкової смуги Міжнародного аеропорту «Одеса».
Розроблено скінченно-елементну модель для розрахунку жорстких покриттів з використанням моментної схеми скі-
нченних елементів і універсального просторового оболонкового скінченного елемента. Чисельний розрахунок на-
пружено-деформованого стану жорстких аеродромних покриттів при взаємодії зі слабкою ґрунтовою основою вико-
наний на дію навантаження від літака В 767 -300. Розрахункова схема покриття побудована так, щоб було включене
колісне навантаження від всього шасі повітряного судна з урахуванням того, що основна опора літака розміщувалася
б на середній плиті розрахункового фрагмента. Аналіз отриманих чисельних результатів показує, що значення по-
гонного згинального моменту під лівим нижнім колесом основної опори літака В767-300 досягає величини -99,724
кН∙м/м, що відповідає напруженню в нижньому волокні умовної плити 950,88 кН∙м/м2
. Розглянута конструкція жор-
сткого аеродромного покриття задовольняє умовам граничного стану та забезпечена міцність на можливі допустимі
напруження. Розрахунок покриттів при колісному впливі крупно фюзеляжних повітряних суден при наявності вклю-
чень слабких шарів ґрунту необхідно виконувати тільки на основі чисельних досліджень. Максимальне значення
прогину при постійному коефіцієнті постелі становить 0,41 мм, а при змінному – 0,75 мм.

Посилання

1. SNiP 2.05.08.85.(1985). Airfields. Moskow. TsNTP
Gosstroy USSR.
2. SBN B.2.6-98:2009 (2011). Concrete and reinforced
concrete constructions. The main positions. Kiev: Ministry
of Regional Development of Ukraine, State Enterprise
«Ukrarchbudinform».
3. Goldstein, M.N. (1973). Mechanical properties of soils.
Moscow: Stroyizdat.
4. Tsykhanovsky, V.K., Kozlovets-Talah, S.M. & Koryak,
A.S. (2008). Calculation of thin plates on elastic foundation
by the finite element method. Kiev: Publishing House
«Steel».
5. Bazhenov, V.A., Sakharov, A.S. & Tsykhanovsky, V.K.
(2002). Moment scheme of the finite element method in
problems of nonlinear mechanics of continuous medium.
Applied Mechanics, 6, 24-63.
6. Shimanovsky, A.V. & Tsykhanovsky, V.K. (2005).
Theory and calculation of strongly nonlinear structures.
Kiev: Publishing House «Steel».
7. Bileush, А.І., Berezivskyi, М.V. & Serd, Y. (2002).
Patent of Ukraine 52548А.Method for determining bed coefficient
of soil base. Київ: SE «Ukrainian Intellectual Property
Institute».
8. Karpilovsky, V.S., Kriksunov, E.Z., Molyarenko, A.A.
et al. (2015). SCAD Office. Version 21. Computer complex
SCAD++. Moscow: SCAD SOFT.
9. Kulchitsky, V.A., Makagonov, V.A., Vasiliev, N.B. et
al. (2002). Airfield coverings. Modern look. Moscow:
Fizmatlit.
10. Harr, М.Е. (1966). Foundations of theoretical soil mechanics.
New York: McGraw-Hill.
11. Vynnykov, Y. (2000). Numerical Solutions of Nonlinear
Three-dimensional problems of Interaction of Compaction
Foundations with Soil. Proc. of the First Central
Asian Geotechnical Symposium «Geotechnical Problems of
Construction, Architecture and Geoenvironment on 339
Boundary of XXI Century».
12. Zienkiewich, О. (1971). Finite Element Method in Engineering
Science. New York: Wiley.
13. Zotsenko, N. & Vynnykov, Yu. (2015). Cast-in-situ
piles in punched holes design features. The special aspects
energy and resource saving. Oradea: Oradea University
Press, 4-34.
14. Zotsenko, N. & Vynnykov, Yu. (2016). Long-Term
Settlement of Buildings Erected on Driven Cast-In-Situ Piles
in Loess Soil. Soil Mechanics and Foundation Engineering,
53(3), 189-195.
https://doi.org/10.1007/s11204-016-9384-6
15. Zotsenko, N., Klovanich, S., Sckola, A. & Vynnykov,
Y. (2003). Full-scale Tests and Numerical Simulation
of Interaction between Foundations with Tamped Rigid
Process Wastes Widenings and Soil Environment./ Proc. of
the XIIIth European Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical
Eng, 1, 963-966.
16. Zotsenko, M., Vynnykov, Y. & Yakovlev, A. (2010).
Modern practice of determination of strength characteristics
of cohesive soils by penetration methods. Proc. of XIVth
Danube – European Conf. on Geotechnical Eng., 245-253.
17. Zotsenko, N. & Vynnykov, Yu. (1999). Rapid Investigation
Methods of Soil Properties and Interpretation of their
Results for Bridge Foundations Design. IABSE New Delhi
Colloquium reports on “Foundations for Major Bridges:
Design and Construction”, 19-24.
Опубліковано
2019-10-27
Як цитувати
Talakh Svitlana Чисельне моделювання напружено-деформованого стану жорстких аеродромних покриттів при взаємодії зі слабкою ґрунтовою основою / Svitlana Talakh, DubykОleksandr, Kateryna Lysnytska, Volodymyr Ilchenko // ACADEMIC JOURNAL Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2019. – Т. 1 (52). – С. 124-132. – doi:https://doi.org/10.26906/znp.2019.52.1685.