- построение расчетной модели деформирования железобетона при различных напряженных состояниях в инкрементальной форме с учетом физической нелинейности компонент железобетона, трещинообразования и приобретаемой в результате трещинообразования неоднородности и анизотропии и малоитерационных методов расчета на ее основе, включая: построение диаграмм деформирования бетона, арматуры и арматуры в элементах с трещинами применительно к расчёту конструкций в приращениях; построение расчетной модели в конечных приращениях стержневых конструкций произвольного поперечного сечения при косом изгибе и косом внецентренном сжатии; построение в полярных координатах модели элементов кольцевого сечения в приращениях при совместном действии моментов и нормальных сил; построение многоточечного (в виде координат узлов ломаной линии) вида диаграмм деформирования материала любой сложности и их касательных модулей при помощи массива данных; преобразования физических соотношений между напряжениями и деформациями в соотношениях между конечными приращениями напряжений и деформаций для плоского напряженного состояния на основе пошаговой линеаризации; построение многослойной модели расчёта железобетонных плит в форме конечных приращений и проверка теории на примере расчёта плит в приращениях МКЭ;
- построение новой системы критериев прочности для изгибаемых железобетонных элементов при сложных напряженных состояниях, включая: критерии прочности железобетонных стержневых элементов по наклонным трещинам при действии моментов и поперечных сил; критерии прочности железобетонных плоских элементов при совместном действии изгибающих и крутящих моментов, нормальных и касательных сил с учетом влияния на прочность касательных (нагельных) напряжений в арматуре в трещинах излома; вывод новых значений экстремальных углов наклона трещин разрушения, приводящих к минимуму арматуры, и соответствующих зависимостей для подбора арматуры, удовлетворяющих критериям прочности;
- построение пространственных конечно-элементных моделей высотных зданий из монолитного железобетона, включая: метод послойной детализации, позволяющий получать детальное напряженное состояние конструкций условного «слоя» без существенного увеличения размерности всей задачи; расчетную схему моделирования узлов сопряжения колонн и стен с перекрытиями и фундаментной плитой при помощи слоев объёмных конечных элементов; оценку влияния физической нелинейности на прогибы железобетонных перекрытий;
- построение способов моделирования сложных узлов сопряжения различных конструктивных элементов, включая: конечно-элементные модели соединения стальных анкеров с массивной железобетонной плитой; диаграммную методику оценки прочности соединений арматуры при помощи муфт на резьбе; конечно-элементную модель усиления железобетонных плит металлическими листовыми накладками с учетом сложных локальных напряжений и податливости в местах болтовых соединений слоев.
2.Карпенко С.Н. Опыт расчета большепролетных фундаментных плит с использованием суперэлементного подхода на примере ММДЦ «Москва-Сити». Сборник докладов научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья», часть 2, Тольятти, 1999, с.45-с.50.
3.Палювина С.Н., Карпенко С.Н. Исследование влияния физической нелинейности и трещин на перераспределение усилий и перемещений в железобетонных плитах перекрытия и плитах на основании. Сборник докладов научно-практической конференции «Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья», часть 2, Тольятти, 1999, с.40-с.44.
4.Карпенко С.Н. Общий метод расчета железобетонных элементов кольцевого сечения. Труды 1-й Всероссийской конференции «Бетон на рубеже третьего тысячелетия» кн. 2 М., Готика 2001г., с.866-876.
5.Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. К построению физических соотношений в инкрементальной форме для расчета железобетонных конструкций с трещинами Труды 1-й Всероссийской конференции «Бетон на рубеже третьего тысячелетия» кн. 2, Готика, М., 2001г. с.765-777.
6.Карпенко С.Н. Результаты вычислительного моделирования напряженно-деформированного состояния основного узла Останкинской телевизионной башни после пожара «Труды вторых академических чтений «Новые энергосберегающие архитектурно-конструктивные решения жилых и гражданских зданий» г. Орел, ОрелГТУ, 2003г., с.182-185.
7.Карпенко С.Н. Построение диаграммной модели железобетонных элементов кольцевого сечения в приращениях. Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. М., 2004г., вып.13, с.75-83.
8.Карпенко С.Н., Чепизубов И.Г. Об одном способе усиления и расчета усиленных железобетонных перекрытий «Всесоюзная (международная) конференция «Бетон и железобетон – пути развития», том 2, М., 2005г. с 681-685.
9.Карпенко С.Н. Методика расчета высотных зданий из монолитного железобетона на основе «послойной» пространственной конечно-элементной детализации. Тезисы докладов научной сессии «Новые конструктивные решения пространственных покрытий и перекрытий зданий и сооружений», М., 2005г., с.31-32.
10.Карпенко С.Н. О построении общего метода расчета железобетонных плоских конструкций в конечных приращениях. «Бетон и железобетон», №3, 2005г., с.22-26.
11.Карпенко С.Н., Карпенко Н.И. Об учете физической нелинейности при расчете зданий из монолитного железобетона по первой и второй группам предельных состояний. Тезисы докладов научной сессии «Новые конструктивные решения пространственных покрытий и перекрытий зданий и сооружений», М., 2005г., с.29-30.
12.Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. Построение более совершенной модели деформирования железобетона с трещинами при плоском напряженном состоянии, Труды «Всероссийской (международной) конференции «Бетон и железобетон – пути развития», том 2, М., 2005г., с.431-444
13.Карпенко С.Н., Чепизубов И.Г. Способ усиления и расчета усиленных монолитных железобетонных перекрытий. «Промышленное и гражданское строительство» № 8, 2005г., с.27-28.
14.Карпенко С.Н. Построение общей методики расчета железобетонных стержневых конструкций в форме конечных приращений. «Бетон и железобетон» №1, 2005г., с.13-18.
15.Карпенко С.Н. Построение критериев прочности железобетонных конструкций по наклонным трещинам разрушения «ACADEMIA архитектура и строительство», №2, 2006г., с. 54-59.
16.Карпенко С.Н., Чепизубов И.Г., Шифрин К.С. Методика проверки прочности и деформаций стыков арматуры при помощи муфт на резьбе, Материалы научно-технической конференции «Строительная физика в XXI веке, М, 2006г., с.35-38.
17.Карпенко Н.И., Карпенко С.Н.. О новом построении критериев прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил. «ACADEMIA архитектура и строительство», №2, 2006г., с. 54-59.
18.Карпенко С.Н., Палювина С.Н. О физически нелинейном методе расчета изгибаемых железобетонных плит в конечных приращениях «ACADEMIA архитектура и строительство», №3, 2007г., с. 87-93
19.Карпенко С.Н. Об общем подходе к построению теории прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил. «Бетон и железобетон» №2, 2007г., с.21-27.
20.Карпенко С.Н. О современных методах расчета высотных зданий из монолитного железобетона. Журнал «Высотные здания» №3, 2007г., с.34-39
21.Карпенко С.Н. Общая модель железобетонной полосы между наклонными трещинами и её приложение к построению критериев прочности элементов при действии поперечных сил и моментов. РААСН, Вестник отделения строительных наук, №11, Курск, 2007, с.114-124.
22.Травуш В.И., Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. Останкинская телевизионная башня. Результаты расчета и реконструкции после пожара. Журнал «Высотные здания», №3, 2007г., с.114-119.
23.Карпенко С.Н. О разработке более совершенных трехинвариантных критериев прочности бетонов. Известия Орловского государственного технического университета «Строительство. Транспорт» 2/14, 2007г., с.42-49.
24.Карпенко С.Н., Чепизубов И.Г., Шифрин К.С. О результатах проверки прочности муфтовых соединений арматуры на резьбе по диаграммной методике. «Промышленное и гражданское строительство», № 11, 2008г., с.60-62.
25.Карпенко С.Н. О развитии общих критериев прочности железобетонных пластин с трещинами. «ACADEMIA архитектура и строительство», №3, 2008г., с. 74-78.
26.Карпенко С.Н. Методы решения физически нелинейных задач железобетона в конечных приращениях. //Известия "Строительство. Транспорт".- Орел ГТУ.- 2009.-№6
27.Карпенко С.Н. О построении связей между приращениями напряжений и деформаций на основе различных диаграмм. // Вестник гражданских инженеров. -СПбТАСУ, 2010.-№1.