П1128

Резюме проекта, выполненного в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические
кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия
№ 1.2.2 Проведение научных исследований научными группами под руководством
кандидатов наук.
Итоговое
Номер контракта: П1128
Тема: «Строительная технология проектирования эффектных тонкостенных
конструкций покрытий и фундаментов»
Приоритетное направление: нет
Критическая технология: нет
Период выполнения: 02.06.2010 - 26.11.2012г.
Плановое финансирование проекта: 1,8 млн. руб.
Бюджетные средства - 1,8 млн. руб.,
Внебюджетные средства - нет.
Исполнитель: ЮЗГУ
Ключевые слова: теория расчета строительных конструкций, оптимизация,
оболочки, тонкостенные конструкции, ортотропия, нелинейность
1. Цель исследования, разработки
1.1 Работа направлена на повышение эффективности проектируемых
пространственных тонкостенных конструкций покрытий и фундаментов, повышение их
экономичности, снижение материалоемкости, улучшение эксплуатационных свойств.
Это возможно при условии более полного учета таких особенностей в работе
конструкций, как физическая, геометрическая, конструктивная нелинейность, ортотропия,
других особенностей работы материала конструкций, что позволяют выявить
неиспользованные ресурсы несущей способности, снизить вес конструкций, уменьшить
стоимость изготовления и монтажа тонкостенных пространственных конструкций при
обеспечении требуемого уровня надежности.
Проектирование более эффективных тонкостенных конструкций покрытий и
фундаментов практически невозможно без применении теории оптимального
проектирования. С ее помощью становится возможным определять наиболее оптимальные
параметры проектируемой конструкции, анализировать пути получения оптимального
проекта.
Важной составляющей современного процесса проектирования является
обеспечение требований безопасности при возведении и эксплуатации объекта, оценка
влияния процесса возведения или реконструкции на его поведение.
1.2 Цель проекта - разработка автоматизированной технологии проектирования
эффективных тонкостенных конструкций покрытий и фундаментов. Разработка
технологии проектирования включает в себя построение методик, алгоритмов, разработку
основанного на них расчетного комплекса программ для анализа и оптимального синтеза
тонкостенных пространственных конструкций.
2. Основные результаты проекта
1) В результате проведения НИР разработана автоматизированная технологии
проектирования эффективных тонкостенных конструкций покрытий и фундаментовоболочек, включающая в себя методики, алгоритмы, расчетный комплекс программ для
анализа и оптимального синтеза тонкостенных пространственных конструкций.
2) Основные особенности созданной автоматизированной технологии
проектирования эффективных тонкостенных конструкций покрытий и фундаментов:
•
ориентация на решение конкретных задач проектирования тонкостенных
конструкций и обеспечение надежности получаемых результатов;
•
применение инструментов теории оптимального проектирования;
•
ориентация
на
максимальное
соответствие
целям
детального
проектирования рассматриваемых тонкостенных пространственных конструкций
покрытий и фундаментов;
•
рассмотрение в процессе проектирования не только эксплуатационных
воздействий, но и воздействий, возникающих в процессе их возведения.
3) При выполнении НИР были учтены лучшие достижения в области анализа и
оптимального проектирования пространственных конструкций. В разработанной
комплексной технологии проектирования предлагается ряд новых решений для
проектирования более эффективных тонкостенных конструкций покрытий и
фундаментов-оболочек. Предлагаемый программный комплекс по ряду параметров
превосходит существующие на рынке продукты, применяемые для автоматизированного
проектирования тонкостенных конструкций.
4) Разработанная автоматизированная технология проектирования эффективных
тонкостенных конструкций покрытий и фундаментов, методики, алгоритмы и
программный комплекс соответствуют мировому уровню разработок в этой области.
3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД),
полученные в рамках исследования, разработки:
Не предусмотрено контрактом.
4. Назначение и область применения результатов проекта
1) Разработанные в рамках НИР математические модели, методики, алгоритмы и
программный комплекс для анализа напряженно-деформированного состояния и
устойчивости оболочек могут быть использованы научными сотрудниками,
проектировщиками, работающим в области расчета и проектирования тонкостенных
пространственных конструкций.
Результаты НИР могут быть использованы в образовательном процессе при
подготовке курсов, читаемых для специалистов, бакалавров и магистров, обучающихся по
направлению "Строительство", в составе курсов переподготовки и повышения
квалификации для работников строительной отрасли.
2) Разработанная методика проектирования эффектных тонкостенных конструкций
покрытий и фундаментов внедрена в учебный процесс кафедры ГДСиСМ при подготовке
специалистов и бакалавров, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» в
качестве раздела дисциплин «Применение метода конечных элементов в расчетах
строительных конструкций» и «CAD/CAM технологии в строительстве».
3) НИР направлена на развитие теории и практики оптимального проектирования
тонкостенных конструкций покрытий и оболочек. В работе разработаны и предложены
впервые новые методики определения напряженно-деформированного состояния
тонкостенных конструкций с использованием метода конечных элементов в смешанной
формулировке, новые алгоритмы оптимизации, а так же результаты, полученные с их
помощью.
5. Эффекты от внедрения результатов проекта
Применение разработанной технологии проектирования позволяет разрабатывать
более эффективные, чем полученные традиционными методами, тонкостенные
конструкций покрытий и фундаментов-оболочек. Такие оболочки в большинстве случаев
обладают меньшей материалоемкостью, большей экономичностью и безопасностью,
лучшими эксплуатационными свойствами.
6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
1) Возможные формы коммерциализации полученных результатов:

оказание услуг по проектированию эффективных тонкостенных конструкций
покрытий и фундаментов-оболочек с использованием разработанной технологии (для
конструкций фиксированных форм).

заключение лицензионных договоров на использование разработанного
программного комплекса.
2) Виды новой и усовершенствованной продукции (услуги), которые могут быть
созданы на основе полученных результатов интеллектуальной деятельности:
 дополнительные модули для программного комплекса, расширяющие возможности
комплекса по анализу и синтезу тонкостенных конструкций для форм, отличных от уже
реализованных в комплексе;
 услуг по проектированию эффективных тонкостенных конструкций покрытий и
фундаментов-оболочек для форм, отличных от уже реализованных в комплексе.
Предполагаемые рынки сбыта:

специализированные программные продукты для строительного проектирования;

услуги по строительному проектированию.
Доцент кафедры ГДСиСМ
К.Е. Никитин