<?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">sovtends</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modern Trends in Construction, Urban and Territorial Planning</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2949-1835</issn><publisher><publisher-name>Don State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.23947/2949-1835-2026-5-1-89-95</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sovtends-263</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>Строительная механика</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Construction mechanics</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Численный анализ напряженно-деформированного состояния секции железобетонного моста</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Numerical Analysis of Stress-Strain Conditions of a Reinforced Concrete Bridge Section</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8702-5168</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Савельева</surname><given-names>Н. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Savelyeva</surname><given-names>N. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Савельева Нина Александровна, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры строительной механики и теории сооружений</p><p>344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nina A. Savelyeva, Cand.Sci. (Eng.), Senior Lecturer at the Department of Structural Mechanics and Theory of Structures</p><p>1 Gagarin Square, Rostov-on-Don, 344003</p></bio><email xlink:type="simple">ninasav86@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Донской государственный технический университет<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Don State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>03</month><year>2026</year></pub-date><volume>5</volume><issue>1</issue><fpage>89</fpage><lpage>95</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Савельева Н.А., 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Савельева Н.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Savelyeva N.A.</copyright-holder><license 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.stsg-donstu.ru/jour/article/view/263">https://www.stsg-donstu.ru/jour/article/view/263</self-uri><abstract><sec><title>Введение</title><p>Введение. В Российской Федерации принята долгосрочная программа по масштабному строительству автомобильных дорог, что потребует возведения большого количества мостов малых, средних и больших пролетов. Международный опыт говорит, что автодорожные мосты целесообразно строить из преднапряженного железобетона. Причем наиболее эффективными являются пролетные мостовые секции коробчатого поперечного сечения, отличающиеся от балочных конструкций лучшей аэродинамикой, меньшими трудозатратами при возведении и более привлекательной внешней эстетикой. В литературе, посвященной численному анализу напряженнодеформированного состояния монолитных железобетонных конструкций, приведено крайне мало сведений о расчете пролетных мостовых строений с учетом ползучести бетона. Целью исследования являлась разработка методики конечно-элементного моделирования длительного деформирования пролетной секции коробчатого сечения, с помощью авторизированного программного комплекса. Данные вычислительных экспериментов верифицированы с использованием программного комплекса ANSYS Mechanical.</p></sec><sec><title>Материалы и методы</title><p>Материалы и методы. В качестве математического аппарата для моделирования процесса длительного деформирования исследуемой железобетонной конструкции применен метод конечных элементов в форме метода перемещений в сочетании с теорией линейной вязкоупругости. Для формализации процесса ползучести бетона использована модель упруго-ползучего тела С.В. Александровского. Вычислительный процесс численного интегрирования результирующего операторно-матричного уравнения базируется на принципе наложения воздействий и использовании формулы трапеций. Вычислительные эксперименты выполнены на платформе Microsoft Visual Studio и компиляторе Intel Parallel Studio XE с встроенным текстовым редактором Intel Visual Fortran Composer XE. Для визуализации результатов моделирования в виде картин распределения полей перемещений и напряжений применена дескрипторная графика системы Matlab.</p></sec><sec><title>Результаты исследования</title><p>Результаты исследования. Разработана и верифицирована программа для конечно-элементного расчета железобетонных балочных конструкций в трехмерной постановке с использованием дискретной схемы армирования, согласно которой армирующий каркас моделируется двухузловыми балочными, а массив бетона — объемными полилинейными конечными элементами. Установлено, что для рассматриваемой типовой мостовой секции коробчатого сечения принятая схема предварительного напряжения малоэффективна, так как не обеспечивает требуемого выгиба.</p></sec><sec><title>Обсуждение и заключение</title><p>Обсуждение и заключение. Выполнено сравнение результатов расчетов коробчатой секции в линейно упругой постановке, полученных с помощью разработанного пакета программ и программного комплекса  ANSYS Mechanical. Установлено удовлетворительное совпадение значений перемещений и напряжений в исследуемых точках. Исследовано напряженно-деформированное состояние коробчатой секции на этапе создания предварительного напряжения и последующего нагружения. Сделан вывод о целесообразности научного сопровождения на этапе проектирования подобных мостовых секций с целью повышения их несущей способности.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. The Russian Federation has adopted a long-term program for the large-scale construction of highways, which will require the construction of a large number of bridges of small, medium and large spans. International experience shows that it is advisable to build road bridges from prestressed reinforced concrete. Moreover, the most effective ones are the span bridge sections of a box-shaped cross-section that are different from girder structures by better aerodynamics, lower labor costs during construction and more attractive external aesthetics. In the literature on numerical analysis of the stress-strain of monolithic reinforced concrete structures, very little information is provided on calculating span bridge structures taking into account concrete creep. The aim of the study was to develop a technique for finite element modeling of long-term deformation of a box section span using an authorized software package. The data from the computational experiments were verified using the ANSYS Mechanical software package.</p></sec><sec><title>Materials and Methods</title><p>Materials and Methods. The finite element method in the form of a displacement method in combination with the theory of linear viscoelasticity is employed as a mathematical tool for modeling prolonged deformation of the investigated reinforced concrete structure. In order to formalize concrete creep, S.V. Aleksandrovsky's elastic creeping body model was used. The computational process of numerical integration of the resulting operator-matrix equation is based on the principle of superimposition of effects and the use of the trapezoid formula. The computational experiments were performed on the Microsoft Visual Studio platform and the Intel Parallel Studio XE compiler with the built-in Intel Visual Fortran Composer XE text editor. In order to visualize the simulation results in the form of pictures of the distribution of displacement and stress fields, the descriptive graphics of the Matlab system are employed.</p></sec><sec><title>Research Results</title><p>Research Results. A program has been developed and verified for the finite element calculation of reinforced concrete beam structures in a three-dimensional formulation using a discrete reinforcement scheme, according to which the reinforcing frame is modeled by means of two-node beams, and the concrete array is modeled by means of volumetric multilinear finite elements. It is found that for the considered typical box-shaped bridge sections, the adopted pre-voltage scheme is ineffective as it fails to provide the required bending.</p><p>Discussion and Conclusion. The results of the calculations of the box section in a linearly elastic formulation obtained using the developed software package and the ANSYS Mechanical software package are compared. A satisfactory coincidence of displacement and stress values at the investigated points has been identified. The stress-strain state of the box section at the stage of prestressing and subsequent loading is investigated. The conclusion is made on the expediency of scientific support at the design stage of such bridge sections in order to increase their load-bearing capacity.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>метод конечных элементов</kwd><kwd>ползучесть бетона</kwd><kwd>предварительное напряжение</kwd><kwd>железобетонная мостовая секция коробчатого сечения</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>finite element method</kwd><kwd>concrete creep</kwd><kwd>prestressing</kwd><kwd>reinforced concrete bridge section of a box section</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">Тамразян А.Г., Есаян С.Г. Механика ползучести бетона. Москва: МГСУ; 2012. 524 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tamrazyan AG, Esayan SG Mechanics of Concrete Creep. Moscow: MGAU; 2012. 524 pp. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести. М.: Стройиздат; 1973. 432 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alexandrovsky SV Calculation of Concrete and Reinforced Concrete Structures for Changes in Temperature and Humidity Taking Creep into Account. Moscow: Stroyizdat; 1973. 432 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bazant ZP, Yu Q, Li G.-H., Klein GJ, Krístek V Excessive Deflections of Record-Span Prestressed Box Girder. ACI Concrete International. 2010;32(6):44–52. URL: https://www.researchgate.net/publication/285841130_Excessive_deflec-tions_of_record-span_prestressed_box_girder (accessed: 31.01.2026).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bazant ZP, Yu Q, Li G.-H., Klein GJ, Krístek V Excessive Deflections of Record-Span Prestressed Box Girder. ACI Concrete International. 2010;32(6):44–52. URL: https://www.researchgate.net/publication/285841130_Excessive_deflec-tions_of_record-span_prestressed_box_girder (accessed: 31.01.2026).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shi J-X, Ran Z-H Calculation of Creep Effect of Extradosed Cable-stayed bridge based on Midas Civil. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018;423:012113. https://doi.org/10.1088/1757-899X/423/1/012113</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shi J-X, Ran Z-H Calculation of Creep Effect of Extradosed Cable-stayed bridge based on Midas Civil. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018;423:012113. https://doi.org/10.1088/1757-899X/423/1/012113</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гайджуров П.П, Исхакова Э.Р., Савельева Н.А. Численное моделирование объемного напряженно-деформированного состояния предварительно напряженных железобетонных конструкций с учетом ползучести бетона. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2023;2:17–24. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2023-2-17-24</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gaydrzhurov PP, Iskhakova ER, Savelyeva NA Numerical Simulation of Volumetric Stress-Strain State Prestressed Reinforced Concrete Structures Taking into Account the Creep of Concrete. Scientific Journal Bulletin of Higher Educational Institutions North Caucasus Region. Technical Sciences. 2023;2:17–24. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2023-2-17-24</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Савельева Н.А. Решение пространственной задачи вязкоупругости методом конечных элементов в приложении к бетонным и железобетонным конструкциям. Дис. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону: ДГТУ; 2024. 177 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Savelyeva NA Solution of the Sspatial Problem of Viscoelasticity by the Finite Eelement Method in Application to Concrete and Reinforced Concrete Structures. D.Sc. (Eng.) Dissertation. Rostov-on-Don: DSTU; 2024. 177 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mensink JJ Deformation Limits to be Used to Evaluate Deformation Measurements of Concrete Bridges. Eindhoven: University of Technology; 2017. 138 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mensink JJ Deformation Limits to be Used to Evaluate Deformation Measurements of Concrete Bridges. Eindhoven: University of Technology; 2017. 138 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Long X, Lee CK Modelling of Two Dimensional Reinforced Concrete Beam-Column Joints Subjected to Monotonic Loading. Advances in Structural Engineering. 2015;18(9):1466–1467. https://doi.org/10.1260/1369-4332.18.9.1461</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Long X, Lee CK Modelling of Two Dimensional Reinforced Concrete Beam-Column Joints Subjected to Monotonic Loading. Advances in Structural Engineering. 2015;18(9):1466–1467. https://doi.org/10.1260/1369-4332.18.9.1461</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>
