Проектирование несущих конструкций – один из этапов строительства любого объекта. Особенно важно обеспечить устойчивость мостов, жилых домов и других сооружений в сейсмоопасных зонах (например, в некоторых районах Японии, восточной части Северного Кавказа, Сибири и Дальнего Востока). Для этого студент кафедры «Цифровых технологий» факультета компьютерных наук Воронежского государственного университета Евгений Карпов под руководством профессора Михаила Семенова и доцента Петра Мелешенко предложил учитывать упруго-пластические (гистерезисные) свойства основного элемента любой несущей конструкции – балки.
Известно, что во время нагрузок – землетрясений, сильных ветров – все элементы строительных конструкций, в том числе и балки, претерпевают деформации. В этот момент в материале возникают внутренние силы, стремящиеся вернуть её в прежнюю, недеформированную форму. Если после снятия нагрузки балка принимает форму отличную от первоначальной (до нагрузки), то говорят об упруго-пластическом гистерезисе. Однако, как правило, эти свойства игнорируются на этапе моделирования, так как обычно в строительных материалах они проявляются весьма незначительно.
– В ходе исследования мы выяснили, что даже незначительные гистерезисные свойства меняют поведение балки под нагрузкой. Варьируя параметры материала балки, отвечающие за гистерезисные свойства можно добиться уменьшения амплитуды ее колебаний. То есть сейсмоустойчивость строительных конструкций может быть обеспечена, не только повышением прочностных характеристик, но и посредством использования материалов способных абсорбировать энергию колебаний. Полученный результат открывает принципиально новые возможности в разработке сейсмоустойчивых сооружений, что, в свою очередь, позволит сделать новые строительные объекты надежнее и безопаснее, – отметил Евгений Карпов.
