CONTACT PROBLEM FOR ORTHOTROPIC PLATES OF VARIABLE THICKNESS WITH A SPATIALLY INHOMOGENEOUS BASE

Abstract

В работе приведено численное моделирование пространственной задачи контактного взаимодействия ортотропных плит переменной жесткости с упругими основаниями. Используемая методика расчета пригодна в случае любых известных контактных моделей упругих оснований. В качестве примера приведены численные результаты для пространственно-неоднородных оснований типа упругих слоев постоянной и переменной толщины. Система интегро-дифференциальных уравнений, к которой сводится задача, решается численно, сочетанием методов конечных разностей типа сквозного счета и граничных элементов. Найдены прогибы, изгибающие моменты и распределения контактных давлений прямоугольной плиты переменной жесткости, полностью примыкающей к основанию. Приводится анализ влияния на напряженно-деформированное состояние плиты, изменения ортотропных свойств ее материала и степень неравномерной сжимаемости толщи грунта. Разработанная методика позволяет эффективно моделировать работу плитных фундаментных конструкций, когда необходим учет неоднородности грунтов сжимаемой толщи в пределах габарита зданий или сооружений. The paper presents a numerical simulation of the spatial problem of contact interaction of orthotropic slabs of variable stiffness with elastic foundations. The calculation technique used is suitable for any known contact models of elastic foundations. As an example, numerical results are given for spatially inhomogeneous foundations such as elastic layers of constant and variable thickness. The system of integrodifferential equations, to which the problem is reduced, is solved numerically by a combination of finite difference methods such as end-to-end counting and boundary elements. Deflections, bending moments and contact pressure distributions of a rectangular slab of variable stiffness, completely adjacent to the base, are found. An analysis of the influence on the stress-strain state of the slab of changes in the orthotropic properties of its material and the degree of uneven compressibility of the soil thickness is given. The developed technique makes it possible to effectively simulate the operation of slab foundation structures when it is necessary to take into account the heterogeneity of the soil of the compressible strata within the dimensions of buildings or structures.