<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.22227/0869-7493.2023.32.06.13-24</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-1291</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATHEMATICAL MODELING, NUMERICAL METHODS AND PROGRAM COMPLEXES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ существующих специализированных программных комплексов, пригодных для расчетов и решения междисциплинарных задач при моделировании огневых воздействий на строительные конструкции</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Analysis of existing specialized software suitable for calculations and solving interdisciplinary tasks in modelling fire effects on building structures</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6184-0279</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ланской</surname><given-names>П. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lanskoy</surname><given-names>P. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЛАНСКОЙ Павел Сергеевич, преподаватель</p><p>129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26</p><p>ResearcherID: JOP-7507-2023</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavel S. LANSKOY, Lecturer-Researcher</p><p>Yaroslavskoe Shosse, 26, Moscow, 129337</p><p>ResearcherID: OP-7507-2023</p></bio><email xlink:type="simple">6451187@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2361-6428</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Корольченко</surname><given-names>Д. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Korolchenko</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>КОРОЛЬЧЕНКО Дмитрий Александрович, д-р техн. наук, доцент, директор Института комплексной безопасности в строительстве</p><p>129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26</p><p>РИНЦ ID: 352067; Scopus AuthorID: 55946060600; ResearcherID: E-1862-2017</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dmitriy A. KOROLCHENKO, Dr. Sci. (Eng.), Docent, Head of Institute of Complex Safety in Construction</p><p>Yaroslavskoe Shosse, 26, Moscow, 129337</p><p>ID RISC: 352067; Scopus AuthorID: 55946060600; ResearcherID: E-1862-2017</p></bio><email xlink:type="simple">ikbs@mgsu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>12</month><year>2023</year></pub-date><volume>32</volume><issue>6</issue><fpage>13</fpage><lpage>24</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Ланской П.С., Корольченко Д.А., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Ланской П.С., Корольченко Д.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Lanskoy P.S., Korolchenko D.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1291">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1291</self-uri><abstract><sec><title>Введение</title><p>Введение. В ходе проектирования зданий и сооружений конструктивным элементам присваиваются требу­емые пределы огнестойкости в соответствии действующими нормативными документами. Проведение натурных огневых испытаний для подтверждения требуемого предела огнестойкости для каждого варианта проектируемой конструкций экономически нецелесообразно, так как огневые испытания — это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Программное моделирование огневого воздействия на конструкции является комплексной и трудоемкой задачей, в основе которой лежат фундаментальные физические законы теплотехники и механики твердого тела.</p></sec><sec><title>Цель</title><p>Цель. Анализ программных комплексов и определение их функциональных возможностей по моделированию и выполнению междисциплинарных прочностных расчетов для выбора наиболее подходящего для расчетов конструкций и их узлов в условиях пожара.</p></sec><sec><title>Задачи</title><p>Задачи. Анализ основных принципов фундаментальных физических законов и их представление в методе конечных элементов, анализ достоверности результатов расчета каждого из расчетных комплексов, рекомендации по выбору программного комплекса, применяемого при расчете конструкций во время пожара.</p></sec><sec><title>Аналитическая часть</title><p>Аналитическая часть. При анализе программных комплексов в исследовании рассматривались задачи, связанные с рассмотрением физических законов, заложенных в расчетную модель работы конструкции во время и после огневого воздействия, их интерпретации в методе конечных элементов, анализ наиболее распространенных программных комплексов, представленных на рынке и предназначенных для решения задач, связанных с механикой твердого тела и теплотехникой. Были сформулированы критерии оценки программных комплексов. По критериям оценки результаты сводились в сравнительную таблицу, на основании которой осуществляется выбор наиболее подходящего для решения конкретных задач. Был произведен анализ функциональных возможностей программных комплексов и сформулирована типовая статическая задача для расчета в каждом из ПК.</p></sec><sec><title>Выводы</title><p>Выводы. Сравнительный анализ программных комплексов показал, что для решения задач, связанных с воздействием на строительные конструкции высоких температур во время пожара, наиболее подходящим программным комплексом является ANSYS, так как позволяет моделировать и совмещать как статическое, так и термическое воздействие.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. During the engineering design, the required fire resistance limits are assigned to structural elements in accordance with current regulatory documents. However, carrying out full-scale fire tests to confirm the required fire resistance limit for each version of the designed structure is economically inexpedient, as fire tests are a labour-intensive and expensive process. Software modelling of fire effects on structures is a complex and time-consuming task, based on fundamental physical laws of heat engineering and solid mechanics.</p></sec><sec><title>Goals</title><p>Goals. Analysis of software complexes and determination of their functional capabilities for modelling and performing interdisciplinary analysis in order to choose the most suitable one for calculations of structures and their assemblies under fire conditions.</p></sec><sec><title>Tasks</title><p>Tasks. Analysis of the basic principles of fundamental physical laws and their representation in the finite element method, analysis of the reliability of the calculation results of each of their calculation complexes, recommendations on the choice of a software complex used in the calculation of structures during a fire.</p></sec><sec><title>Analytical part</title><p>Analytical part. During software packages analysis, the following issues were considered: the physical laws embedded in the calculation model of the structure operation during and after fire exposure, their interpretation in the finite element method, analysis of the most common software available on the market and designed to solve problems related to solid mechanics and heat engineering. Evaluation criteria for software packages were formulated and the results were summarized in a comparative table. The choice of the most suitable software is made on the results of the comparative table. The functional capabilities of the software systems were analyzed and a typical static problem for calculation in each of the PCs was formulated.</p></sec><sec><title>Conclusions</title><p>Conclusions. The comparative analysis of software complexes showed that for solving problems related to the impact on building structures of high temperatures during a fire, the most suitable software complex is ANSYS. It allows modelling and combining both static and thermal effects.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>деформации</kwd><kwd>конечно-элементное моделирование</kwd><kwd>сравнительный анализ</kwd><kwd>программное обеспечение</kwd><kwd>междисциплинарные расчеты</kwd><kwd>высокотемпературные воздействия</kwd><kwd>механика твердого тела</kwd><kwd>тепловой перенос</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>deformations</kwd><kwd>finite element modelling</kwd><kwd>comparative analysis</kwd><kwd>software</kwd><kwd>interdisciplinary calculations</kwd><kwd>high temperature exposure</kwd><kwd>solid mechanics</kwd><kwd>heat transfer</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М. : МИР, 1979. 392 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Segerlind L. Application of the finite element method. Moscow, MIR Publ., 1979; 392. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пронин В.А., Жигновская Д.В., Цветков В.А. Введение в расчетную платформу ANSYS Workbench: Лабораторные работы. Часть 1 : учебное пособие. СПб. : Университет ИТМО, 2019. 46 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pronin V.A., Zhignovskaya D.V., Tsvetkov V.A. Introduction to the ANSYS Workbench computing platform : Laboratory work. Part 1 : textbook. St. Petersburg, ITMO University, 2019; 46. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маковкин Г.А., Лихачева С.Ю. Применение МКЭ к решению задач механики деформируемого твердого тела : учебное пособие. Н. Новгород : ННГАСУ, 2012. 73 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makovkin G.A., Likhacheva  S.Yu. Application of FEM to solving problems in mechanics of a deformable solid : textbook. Nizhny Novgorod, NNGASU, 2012; 73. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Галанин М.П., Прошунин Н.Н., Родин А.С. Численное решение динамической задачи контакта упругопластических тел // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2018. № 139. 31 с. DOI: 10.20948/prepr-2018-139</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Galanin M.P., Proshunin N.N., Rodin A.S. Numerical solution of the dynamic contact problem of elasto-plastic bodies. Keldysh Institute Preprints. 2018; 139:1-31. DOI: 10.20948/prepr-2018-139 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лукин В.В., Соломенцева П.В. Модификация метода множителей Лагранжа с независимой контактной границей для моделирования контакта упругих тел // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2020. № 70. 26 с. DOI: 10.20948/prepr-2020-70</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lukin V.V., Solomentseva P.V. Modification of the Lagrange multiplier method with an detached contact boundary for modeling the contact of elastic bodies. Keldysh Institute Preprints. 2020; 70:1-26. DOI: 10.20948/prepr-2020-70 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Крайнов А.Ю., Миньков Л.Л. Численные методы решения задач тепло- и массопереноса : учебное пособие. Томск : ТГУ, 2016. 92 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krainov A.Yu., Minkov L.L. Numerical methods for solving problems of heat and mass transfer : textbook. Tomsk, TSU, 2016; 92. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Жуков Н.П., Майникова Н.Ф., Никулин С.С., Антонов А.О. Решение задач теплопроводности методом конечных элементов : учебное пособие. Тамбов : ФГБОУ ВПО ТГТУ, 2014. 80 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhukov N.P., Mainikova N.F., Nikulin S.S., Antonov A.O. Solving heat conduction problems using the finite element method : textbook. Tambov, FSBEI HPE “TSTU”, 2014; 80. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каменев С.В. Основы метода конечных элементов в инженерных приложениях : учебное пособие. Оренбург : ОГУ, 2019. 110 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kamenev S.V. Fundamentals of the finite element method in engineering applications : textbook. Orenburg, OSU, 2019; 110 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фёдорова Н.Н., Вальгер С.А., Данилов М.Н., Захарова Ю.В. Основы работы в ANSYS 17. М. : ДМК Пресс, 2017. 210 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fedorova N.N., Valger S.A., Danilov M.N., Zakharova Yu.V. Basics of work in ANSYS 17. Moscow, DMK Press, 2017; 210. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rahnavard R., Siahpolo N., Naghavi M., Hassanipour А. Analytical study of common rigid steel connections under the effect of heat // Advances in Civil Engineering. 2014. Vol. 2014. P. 1–10. DOI: 10.1155/2014/692323</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rahnavard R., Siahpolo N., Naghavi M., Hassanipour А. Analytical study of common rigid steel connections under the effect of heat. Advances in Civil Engineering. 2014; 2014:1-10. DOI: 10.1155/2014/692323.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhou Q., Li J., Dong Z., Han F. Temperature field analysis of light steel structure beam-column composite joint // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1578. P. 012240. DOI: 10.1088/1742-6596/1578/1/012240</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhou Q., Li J., Dong Z., Han F. Temperature field analysis of light steel structure beam-column composite joint. Journal of Physics: Conference Series. 2020; 1578:012240. DOI: 10.1088/1742-6596/1578/1/012240</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рыжов С.А., Ильин К.А., Тропкин С.Н., Нуштаев Д.В., Бородин А.К. и др. SIMULIA Abaqus. Начало работы : учебное пособие. М. : ТЕСИС, 2021. 287 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ryzhov S.A., Ilyin K.A., Tropkin S.N. et al. SIMULIA Abaqus. Getting started : tutorial. Moscow, TESIS, 2021; 287 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Majeed A. Ansys software for mechanical engineering. Faridabad : Manav Rachna International University, 2022. Р. 105. DOI: 10.13140/RG.2.2.18076.97927</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Majeed A. Ansys Software for Mechanical Engineering. Faridabad, Manav Rachna International University, 2022; 105. DOI: 10.13140/RG.2.2.18076.97927</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Marsh K. Robot structural analysis: Making the change. Somerville : Marsh API LLC, 2015. 98 р.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Marsh K. Robot Structural Analysis: Making the Change. Somerville, Marsh API LLC, 2015; 98.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карпиловский В.С., Криксунов Э.З., Маляренко А.А., Фиалко С.Ю., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD. М. : Изд-во СКАД СОФТ, 2011. 656 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karpilovsky V.S., Kriksunov E.Z., Malyarenko A.A. et al. SCAD Office. Computer complex SCAD. Moscow, Publishing house SKAD SOFT, 2011; 656 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Теплых А.В., Ожогин Р.Б. Новые возможности SCAD Office 21.1.9.5 // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 4. С. 43–47. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.04.41-47</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Teplykh A.V., Ozhogin R.B. New features of SCAD Office 21.1.9.5. Industrial and civil construction. 2020; 4:43-47. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.04.41-47 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ковальчук О.А., Колесников А.В., Русанова Е.М., Суворов Р.Н. Введение в программный комплекс ЛИРА 10.4 : учебное пособие. М. : МИСИ – МГСУ, 2015. 185 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kovalchuk O.A., Kolesnikov A.V., Rusanova E.M., Suvorov R.N. Introduction to the LIRA 10.4 software package : textbook. Moscow, MISS – MGSU, 2015; 185. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Еремина Т.Ю., Корольченко Д.А. Обзор программного обеспечения расчета огнестойкости строительных конструкций для различных моделей пожаров // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29. № 3. С. 44–53. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.03.44-53</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eremina T.Yu., Korolchenko D.A. Overview of software designated for the analysis of fire resistance of building structures exposed to various fire models. Pozharovzryvobezopasnost’/Fire and Explosion Safety. 2020; 29(3):44-53. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.03.44-53 (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
