<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article 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" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Herald of Technological University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Herald of Technological University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ВЕСТНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">3034-4689</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">103005</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.55421/3034-4689_2025_28_6_96</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>3. Информатика, вычислительная техника и управление</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>3. Information teory, computer technology and control</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>3. Информатика, вычислительная техника и управление</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">MATHEMATICAL MODELING OF THE STRESS-STRAIN STATE OF FRAMELESS ARCH STRUCTURES MADE OF TRANSVERSELY CORRUGATED PROFILES USING THE FINITE ELEMENT METHOD</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ АРОЧНЫХ БЕСКАРКАСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОПЕРЕЧНО-ГОФРИРОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ионов</surname>
       <given-names>И. А.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Ionov</surname>
       <given-names>I. A.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Зиннуров</surname>
       <given-names>Т. А.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Zinnurov</surname>
       <given-names>T. A.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ахмадиев</surname>
       <given-names>Ф. Г.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Ahmadiev</surname>
       <given-names>F. G.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Красноперов</surname>
       <given-names>З. А.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Krasnoperov</surname>
       <given-names>Z. A.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Казанский государственный архитектурно-строительный университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Kazan State University of Architecture and Engineering</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-08-07T21:37:26+03:00">
    <day>07</day>
    <month>08</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-08-07T21:37:26+03:00">
    <day>07</day>
    <month>08</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>28</volume>
   <issue>6</issue>
   <fpage>96</fpage>
   <lpage>101</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-08-05T00:00:00+03:00">
     <day>05</day>
     <month>08</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82542867">https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82542867</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Предложены методические рекомендации по построению математических моделей для анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) арочных бескаркасных конструкций из стальных холодногнутых поперечно-гофрированных профилей с использованием метода конечных элементов (МКЭ). Несмотря на широкое распространение таких конструкций в современном строительстве вследствие их высокой несущей способности при малом собственном весе, отсутствие единой нормативной базы создает существенные сложности при проектировании. Основная проблема заключается в необходимости учета специфических особенностей работы тонкостенных гофрированных элементов, где критически важным становится вопрос местной устойчивости стенок и поясов профиля. Проведенные исследования показывают, что при моделировании следует избегать излишних упрощений: либо применять научно обоснованные методы редукции с корректным приведением жесткостных характеристик, либо создавать детализированные конечно-элементные модели, точно учитывающие геометрию гофров. Особое внимание уделено выбору оптимальной плотности конечно-элементной сетки. Проведен сравнительный анализ различных вариантов дискретизации, позволивший установить рациональный размер элементов, обеспечивающий достаточную точность результатов при приемлемых вычислительных затратах. Эксперименты показали, что размера конечного элемента в 0.25 длины волны с учетом её формы достаточно для получения достоверных результатов. В рамках верификации методики выполнен расчет фрагмента реальной конструкции тремя способами: линейный расчет стержневой модели, линейный анализ устойчивости пластинчатых элементов и нелинейный расчет с учетом геометрической и физической нелинейности. Стержневая модель в линейной постановке может показать сильно завышенную несущую способность, в отличии от моделей из пластинчатых элементов. Такой подход может привести к аварии при эксплуатации сооружения. Линейный расчет пластинчатой модели не показывает реальную картину распределения напряжений в конструкции, однако по критерию устойчивости такой подход может быть использован для предварительной оценки несущей способности. Наиболее точные результаты показывают расчеты НДС в геометрически и физически нелинейной постановке задачи. Такой подход позволяет учесть большую гибкость конструкции, то есть провести итерационные расчеты по «деформированной схеме», а также наблюдать реальную картину перераспределения напряжений в концентраторах - местах поперечного и продольного гибов. Полученные результаты показывают, что выбранные подходы моделирования позволяют получить различные картины распределения напряжений и деформаций в конструкции. Это подтверждает необходимость тщательного обоснования параметров расчетной схемы для адекватного отображения реального поведения объекта.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Methodological recommendations are proposed for constructing mathematical models to analyze the stress-strain state (SSS) of arch-type frameless structures made of cold-formed steel transversely corrugated profiles using the finite element method (FEM). Despite the widespread use of such structures in modern construction due to their high load-bearing capacity with low self-weight, the lack of a unified regulatory framework creates significant challenges in design. The main issue lies in the need to account for the specific behavior of thin-walled corrugated elements, where the local stability of profile webs and flanges becomes critically important. Research shows that modeling should avoid excessive simplifications: either scientifically justified reduction methods with correct stiffness characteristics should be applied, or detailed finite element models that accurately account for corrugation geometry should be used. Special attention is given to selecting the optimal finite element mesh density. A comparative analysis of different discretization approaches was conducted, establishing a rational element size that ensures sufficient accuracy with acceptable computational costs. Experiments demonstrated that a finite element size of 0.25 times the corrugation wavelength (considering its shape) provides reliable results. For method verification, a fragment of a real structure was analyzed using three approaches: linear analysis of a beam model, linear buckling analysis of plate elements, and nonlinear analysis considering geometric and material nonlinearity. The linear beam model may significantly overestimate load-bearing capacity, unlike plate-based models, potentially leading to structural failure in real-world applications. The linear plate model does not accurately reflect stress distribution but can be used for preliminary stability-based capacity assessment. The most precise results were obtained from nonlinear SSS analysis, which accounts for structural flexibility (iterative calculations based on the &quot;deformed configuration&quot;) and correctly captures stress redistribution in stress concentration zones-areas of transverse and longitudinal bends. The results indicate that the employed modeling approaches generate distinct stress and strain distribution patterns within the structure. This underscores the necessity of rigorously validating computational model parameters to ensure faithful representation of the object’s actual mechanical behavior.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ</kwd>
    <kwd>ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ</kwd>
    <kwd>КОНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ</kwd>
    <kwd>ПОПЕРЕЧНО-ГОФРИРОВАННЫЙ ПРОФИЛЬ</kwd>
    <kwd>АРОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>MATHEMATICAL MODEL</kwd>
    <kwd>NUMERICAL SIMULATION</kwd>
    <kwd>FINITE ELEMENTS</kwd>
    <kwd>TRANSVERSELY CORRUGATED PROFILE</kwd>
    <kwd>ARCH STRUCTURES</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list/>
 </back>
</article>
