Setting up a ten-storey building with a basement and a base during shock, explosive and seismic wave impacts using the Musayev V. K. computer system
DOI:
https://doi.org/10.48612/dnitii/2025_57_%25pKeywords:
Безопасность в чрезвычайных ситуациях, гражданская оборона в мирных целях, природная и техносферная безопасность, десятиэтажное здание, удар, взрыв, сейсмика, контурное напряжение, несущая способность, первое предельное состояние, механическое напряжение, прочность, комплекс программ Мусаева В. К.Abstract
This study provides information on digital modeling of unsteady transient waves. To study, determine and evaluate transient wave processes, a special methodology, algorithm and computational software package have been developed by Musayev V. K. This complex allows you to obtain displacements, displacement velocities, accelerations, stresses and deformations in deformable bodies of complex shape during non-stationary wave processes. When creating the software package, the algorithmic language Fortran-90 was used. The study area was divided into finite elements of the first order according to spatial and temporal variables. Using mathematical modeling, a system with an infinite number of unknowns was reduced to a system with a finite number of unknowns. To assess the reliability and accuracy of the developed software package, various problems about the wave effect on different deformable geo objects were solved. The results of stress studies have shown qualitative and quantitative agreement with real data. The problems of shock, explosive and seismic effects on a ten-storey building have been solved. Contour voltages have been obtained.
References
1. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Москва: Мир, 1975. 543 с.
2. Кольский Г. Волны напряжений в твердых телах. Москва: Иностранная литература, 1955. 192 с.
3. Musayev V.K. Testing of stressed state in the structure-base system under non-stationary dynamic effects // Proceedings of the second International conference on recent advances in geotechnical earthquake engineering and soil dynamics. – Sent-Louis: University of Missouri-Rolla, 1991. V. 3. P. 87–97.
4. Musayev V.K. Problem of the building and the base interaction under seismic loads // Proceedings of the 12th World Conference on Earthquake Engineering. 2741. Auckland: University of Canterbury, 2000. P. 1–6.
5. Кукуджанов В.Н., Кузнецов С.В., Гришин А.С., Левитин А.Л. Исследование распространения ударных волн в упругом слое и призматическом стержне // Вестник НИЦ строительство. Исследования по теории сооружений. 2011. № 3–4. С. 35 – 42.
6. Кузнецов С.В., Нафасов А.Э. Моделирование распространения сейсмических волн и их взаимодействия с горизонтальными сейсмическими барьерами // Вестник НИЦ строительство. Исследования по теории сооружений. 2011. № 3–4. С. 43 – 54.
7. Musayev V.K. Estimation of accuracy of the results of numerical simulation of unsteady wave of the stress in deformable objects of complex shape // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2015. Volume 11, Issue 1. P. 135 – 146.
8. Мусаев В.К. Применение волновой теории сейсмического воздействия для моделирования упругих напряжений в Курпсайской плотине с грунтовым основанием при незаполненном водохранилище // Геология и геофизика Юга России. 2017. № 2. С. 98 – 105.
9. Спиридонов В.П. Определение некоторых закономерностей волнового напряженного состояния в геообъектах с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 12-5. С. 832 – 835.
10. Дикова Е.В. Достоверность численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. при решении задачи о распространении плоских продольных упругих волн (восходящая часть – линейная, нисходящая часть – четверть круга) в полуплоскости // Международный журнал экспериментального образования. 2016. № 12-3. С. 354 – 357.
11. Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Куранцов В.А., Мусаева С.В., Кулагина Н.В. Оценка точности и достоверности моделирования плоских нестационарных упругих волн напряжений (треугольный импульс) в полуплоскости с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Проблемы управления безопасностью сложных систем. Материалы XXIV Международной конференции. Москва: РГГУ. 2016. С. 352 – 355.
12. Стародубцев В.В., Акатьев С.В., Мусаев А.В., Шиянов С.М., Куранцов О.В. Моделирование упругих волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть – четверть круга, нисходящая часть - четверть круга) в полуплоскости с помощью численного метода Мусаева В.К. // Проблемы безопасности российского общества. 2017. № 1. С. 36 – 40.
13. Стародубцев В.В., Акатьев С.В., Мусаев А.В., Шиянов С.М., Куранцов О.В. Моделирование с помощью численного метода Мусаева В.К. нестационарных упругих волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть - четверть круга, средняя - горизонтальная, нисходящая часть - линейная) в сплошной деформируемой среде // Проблемы безопасности российского общества. 2017. № 1. С. 63 – 68.
14. Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Дикова Е.В., Крылов А.И. Моделирование достоверности и точности импульсного воздействия в упругой полуплоскости с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Информационно-телекоммуникационные технологии и математическое моделирование высокотехнологичных систем. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Москва: РУДН. 2017. С. 339 – 341.
15. Куранцов В.А., Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Самойлов С.Н., Кузнецов М.Е. Моделирование импульса (первая ветвь: восходящая часть - четверть круга, нисходящая часть - линейная; вторая ветвь: треугольник) в упругой полуплоскости с помощью численного метода Мусаева В.К. // Проблемы безопасности российского общества. 2017. № 2. С. 51 – 55.
16. Belostotsky A.M., Akimov P.A., Dmitriev D.S. About methods of seismic analysis of underground structures // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2018. Volume 14, Issue 3. P. 14 – 25.
17. Belostotsky A.M., Potapenko A.L. Akimov P.A. Universial software system «STADTO» for the numerical solution of linear and nonline problems of the field theory, statics, stability and dynamics of spatial combined systems: general parameters and superelemental featerus // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2018. Volume 14, Issue 3. P. 26 – 41.
18. Bratov V.A., Ilyashenko A.V., Kuznetsov S.V., Lin T.-K., Morozov N.F. Homogeneous horizontal and vertical seismic barriers: Mathematical foundation and dimensional analysis // Materials Physics and Mechanics. 2019. 44 (2020). P. 61 – 65.
19. Морозов Н.Ф., Братков В.А., Кузнецов С.В. Сейсмические барьеры для защиты от поверхностных и головных волн: множественные рассеиватели и метаматериалы // Известия российской академии наук. Механика твердого тела. № 6. 2021. С. 33 – 44.
20. Мусаев В.К. Математическое моделирование нестационарных волн напряжений в деформируемых телах при ударных, взрывных и сейсмических воздействиях. Москва: Российский университет транспорта, 2021. 629 с. ISBN 978-5-7473-1067-4.
21. Musayev V.K. Computer simulation of unsteady elastic stress waves in a console and a ten-storey building under fundamental influence in the form of a Heaviside function // RENSIT: Radioelectronics. Nanosystems. Information technologies. 2022. 14(2):187 – 196.
22. Musayev V.K. Modeling of seismic waves stresses in a half-plane with a vertical cavity filled with water (the ratio of width to height is one to ten) // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. Volume 18, Issue 3. P. 114 – 125.
23. Musayev V.K. Mathematical Modeling of Stresses Under Unsteady Wave Action in Geo-Objects // Power Technology and Engineering. 2023. 57(3). P. 351 – 3 64.
24. Мусаев В.К. Математическое моделирование внешнего сосредоточенного взрывного воздействия на десятиэтажное здание при полном разрушении перекрытия (первый этаж) // Системные технологии. 2023. № 4 (49). С. 6 – 16.
25. Мусаев В.К. Моделирование напряженного состояния десятиэтажного здания (полное разрушение перекрытия первого этажа) при внешнем ударном воздействии на поверхности полуплоскости // Системные технологии. 2024. № 1 (50). С. 61 – 74.
26. Курбанмагомедов А.К. Рост трещины при термомеханическом нагружении. Москва: Наука, 2024. 146 c.
