Construction and Architecture Construction and Architecture Строительство и архитектура 2308-0191 2500-1477 40438 10.29039/2308-0191-2020-8-4-87-94 05.23.17 Строительная механика 05.23.17 CONSTRUCTION MECHANICS 05.23.17 Строительная механика DETERMINATION OF STRESS-STRAIN STATE OF SHORT ECCENTRICALLY LOADED CONCRETE-FILLED STEEL TUBULAR (CFST) COLUMNS USING FINITE ELEMENT METHOD WITH REDUCING THE PROBLEM FROM THREE-DIMENSIONAL TO TWO-DIMENSIONAL ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОРОТКИХ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ТРУБОБЕТОННЫХ КОЛОНН МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПУТЁМ СВЕДЕНИЯ ТРЁХМЕРНОЙ ЗАДАЧИ К ДВУМЕРНОЙ Языев Батыр Меретович Yazyev Batyr Meretovich ps62@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Урвачёв Павел Михайлович Urvachev Pavel Mikhailovich p.m.urvachev@gmail.com Чепурненко Вячеслав Сергеевич Chepurnenko Viacheslav Sergeevich 8919888092@mail.ru Аваков Артур Артурович Avakov Arthur Arthurovich streetdriving@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Донской государственный технический университет Ростов-на-Дону Россия Don State Technical University Rostov-on-Don Russian Federation Донской государственный технический университет Don State Technical University 8 4 87 94 https://buildprod.ru/en/nauka/article/40438/view

В статье приводится вывод уравнений МКЭ, позволяющих производить расчёт коротких трубобетонных колонн в плоской упругой постановке. Работа стальной обоймы моделируется ферменными конечными элементами. Производится сопоставление полученных результатов с результатами вычислений с использованием объёмных и оболочечных конечных элементов.

The article presents the derivation of the FEM equations, which make possible to calculate short concrete-filled steel tubular columns in a plane elastic formulation. Steel tube is modeled by 1D bar finite elements. The obtained results are compared with the results of calculations using 3D solid and shell finite elements.

 МКЭ внецентренное сжатие численные методы трубобетонные колонны бетон FEM eccentric compression numerical methods CFST columns concrete

Grigoryan M.N., Urvachev P.M., Chepurnenko A.S., Polyakova T.V. Determination of the ultimate load for centrally compressed concrete filled steel tubular columns based on the deformation theory of plasticity // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, Vol. 913. DOI 10.1088/1757-899X/913/2/022069. Grigoryan M.N., Urvachev P.M., Chepurnenko A.S., Polyakova T.V. Determination of the ultimate load for centrally compressed concrete filled steel tubular columns based on the deformation theory of plasticity // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, Vol. 913. DOI 10.1088/1757-899X/913/2/022069. Кришан, А. Л. Прочность трубобетонных колонн квадратного сечения при осевом сжатии / А.Л. Кришан, А.С. Мельничук //Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2012. - №. 3. - С. 51-54. Krishan A.L, Melnichyuk A.S. Prochnost' trubobetonnykh kolonn kvadratnogo secheniya pri osevom szhatii [Strength of square-section tubular concrete columns under axial compression] // Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova, 2012, No. 3, pp. 51-54 (in Russian). Reddy J.N. Energy principles and variational methods in applied mechanics. 2nd Edition. New York, John Wiley, 2002, 608 pages. Reddy J.N. Energy principles and variational methods in applied mechanics. 2nd Edition. New York, John Wiley, 2002, 608 pages. Самуль В.И. Основы теории упругости и пластичности. - М.: Высшая школа, 1982. - 264 с. Samul V.I. Osnovy teorii uprugosti i plastichnosti [Fundamentals of the theory of elasticity and plasticity]. Moscow, Vysshaya shkola, 1982, 264 pages (in Russian). Segerlind L.J. Applied finite element analysis. New York, John Wiley, 1976, 422 pages. Segerlind L.J. Applied finite element analysis. New York, John Wiley, 1976, 422 pages. Mailyan L.R., Chepurnenko A.S., Ivanov A. Calculation of prestressed concrete cylinder considering creep of concrete // Procedia Engineering, 2016, Vol. 165, pp. 1853-1857. DOI 10.1016/j.proeng.2016.11.933. Mailyan L.R., Chepurnenko A.S., Ivanov A. Calculation of prestressed concrete cylinder considering creep of concrete// Procedia Engineering, 2016, Vol. 165, pp. 1853-1857. DOI 10.1016/j.proeng.2016.11.933. Языев, Б.М. Напряженно-деформированное состояние предварительно напряженного железобетонного цилиндра с учетом ползучести бетона / Б. М. Языев, А. С. Чепурненко, С. В. Литвинов, М. Ю. Козельская // Научное обозрение. - 2014. - №11, ч.3. - С. 759-763. Yazyev B.M., Chepurnenko A.S., Litvinov S.V., Kozel'skaya M.Yu. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie predvaritel'no napryazhennogo zhelezobetonnogo tsilindra s uchetom polzuchesti betona [Stress-strain state of a prestressed reinforced concrete cylinder with the consideration of concrete creep] // Nauchnoe obozrenie, 2014, No. 11, part 3, pp. 759-763 (in Russian). Юхнов, И.В. Напряженно-деформированное состояние короткого внецентренно сжатого железобетонного стержня при нелинейной ползучести / И. В. Юхнов, Б. М. Языев, А. С. Чепурненко, С. В. Литвинов // Научное обозрение. - 2014. - №8, ч.3. - С. 929-934. Yukhnov I.V., Yazyev B.M., Chepurnenko A.S., Litvinov S.V. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie korotkogo vnetsentrenno szhatogo zhelezobetonnogo sterzhnya pri nelineynoy polzuchesti [Stress-strain state of a short eccentrically compressed reinforced concrete rod with nonlinear creep] // Nauchnoe obozrenie, 2014, No. 8, pp. 929-934 (in Russian). Чепурненко, А.С. Конечно-элементное моделирование ползучести трехслойной пластины / А. С. Чепурненко, В. С. Чепурненко, А. А. Савченко // Молодой исследователь Дона. - 2017. - №3. - Режим доступа: http://mid-journal.ru/upload/iblock/508/95_102.pdf Chepurnenko A.S., Chepurnenko V.S., Savchenko A.A. Konechno-elementnoe modelirovanie polzuchesti trekhsloynoy plastiny [Finite element modeling of a three-layer plate creep] // Molodoy issledovatel' Dona, 2017, No 3 (in Russian). URL: http://mid-journal.ru/upload/iblock/508/95_102.pdf. Андреев, В.И. Расчет трехслойной пологой оболочки с учетом ползучести среднего слоя / В. И. Андреев, Б. М. Языев, А. С. Чепурненко, С. В. Литвинов // Вестник МГСУ. - 2015. - №7. - С. 17-24. Andreev V.I., Yazyev B.M., Chepurnenko A.S., Litvinov S. V. Raschet trekhsloynoy pologoy obolochki s uchetom polzuchesti srednego sloya [Calculation of a three-layer shallow shell taking into account the creep of the middle layer] // Vestnik MGSU, 2015, No. 7, pp. 17-24 (in Russian).