РАСЧЕТ МОНОЛИТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ МОНОЛИТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ НА ПРОГРЕССИРУЮЩЕЕ (ЛАВИНООБРАЗНОЕ) НА ПРОГРЕССИРУЮЩЕЕ (ЛАВИНООБРАЗНОЕ) ОБРУШЕНИЕ В СРЕДЕ СИСТЕМЫ «SCAD OFFICE». д.т.н. Перельмутер А.В., гл. научный сотрудник; к.т.н. Криксунов Э.З., директор; инж. Мосина Н.В., зам. директора ООО «СКАД СОФТ»

ЭВМ, нормы и расчетная практика Способы проектирования для предупреждения прогрессирующего обрушения: -- общее упрочнение всего здания ( разрушение одного из элементов здания не приводит к разрушению всего строения ), -- местное усиление ( упрочнение наиболее чувствительных мест ), -- взаимосвязь элементов. Термин "прогрессирующее обрушение" относится к ситуации, когда разрушение или повреждение какой-либо малой части конструкции ведет к полному или почти полному разрушению всей конструкции. С одной стороны: - Невозможно полностью исключить вероятность возникновения аварийных воздействий или ситуаций, вызванных деятельностью человека или природными явлениями С другой стороны: - Необходимо обеспечить определенную степень безопасности находящихся в зданиях людей и сохранности их имущества за счет уменьшения вероятности прогрессирующего обрушения при локальных разрушениях несущих конструкций.

ЭВМ, нормы и расчетная практика Рекомендации, разработанные МНИИТЭП и НИИЖБ, утвержденные и введенные в действие приказом Москомархитектуры в 2005 г. (тезисы) 1. Обеспечение устойчивости к прогрессирующему обрушению в случае локального разрушения отдельных конструкций при аварийных воздействиях (взрыв бытового газа, пожар и т.п.) 2. Локальные разрушения отдельных несущих конструкций, которые не должны приводить к обрушению соседних конструкций. 3. Обеспечение прочности и устойчивости, как минимум на время, необходимое для эвакуации людей ( при этом перемещения конструкций и раскрытие трещин не ограничивается). 4. Устойчивость к прогрессирующему обрушению проверяется расчетом на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и временные длительные нагрузки (коэффициенты надежности = 1). 5. Расчетные характеристики материалов повышают за счет специальных коэффициентов надежности. Расчетные сопротивления умножают на коэффициенты условий работы, учитывающие малую вероятность аварийных воздействий и рост прочности бетона после возведения здания, а также возможность работы арматуры за пределом текучести.

ЭВМ, нормы и расчетная практика Подготовка данных и расчет Первый этап включает следующие действия : - статический и динамический (если это необходимо) расчеты с целью определения НДС конструкции в нормальных условиях эксплуатации; - статический и динамический (если это необходимо) расчеты с целью определения НДС конструкции в нормальных условиях эксплуатации; - определение расчетных сочетаний усилий (РСУ); - определение расчетных сочетаний усилий (РСУ); - подбор арматуры в элементах железобетонных конструкций с учетом первого и второго (трещиностойкость) предельных состояний; - подбор арматуры в элементах железобетонных конструкций с учетом первого и второго (трещиностойкость) предельных состояний; - проверка и подбор прокатных сечений элементов стальных конструкций. - проверка и подбор прокатных сечений элементов стальных конструкций.

ЭВМ, нормы и расчетная практика Второй этап включает следующие действия : - список конечных элементов, входящих во внезапно удаляемый фрагмент конструкции; - список конечных элементов, входящих во внезапно удаляемый фрагмент конструкции; - проверочную комбинацию загружений, в которую входят постоянные нагрузки и длительная часть временных нагрузок с коэффициентом 1; - проверочную комбинацию загружений, в которую входят постоянные нагрузки и длительная часть временных нагрузок с коэффициентом 1; - группу нагрузок, определяющую вес обрушившихся конструкций; - группу нагрузок, определяющую вес обрушившихся конструкций; - коэффициент перегрузки (динамичности) Kf для корректировки реакции системы при внезапном удалении элемента конструкции; - коэффициент перегрузки (динамичности) Kf для корректировки реакции системы при внезапном удалении элемента конструкции; - коэффициенты перегрузки Kg для для корректировки реакции системы на обрушение вышедших из строя конструкций (по умолчанию принимается Kg = Kf = 2); - коэффициенты перегрузки Kg для для корректировки реакции системы на обрушение вышедших из строя конструкций (по умолчанию принимается Kg = Kf = 2); - значение интервала неопределенности. - значение интервала неопределенности.

ЭВМ, нормы и расчетная практика В программе принят следующий порядок выполнения расчета: определяются реакции в узлах вышедших из строя элементов, примыкающих к остальной части схемы, от проверочной комбинации нагрузок; полученные значения реакций добавляются в расчетную комбинацию с коэффициентом Kf; в проверочную комбинацию добавляется группа нагрузок от веса обрушившихся конструкций с коэффициентом Kg; формируется новая расчетная схема, в которой разрушенные элементы будут неактивны; выполняется расчет полученной схемы на проверочную комбинацию; формируются расчетные сочетания усилий; выполняется экспертиза несущей способности элементов стальных и железобетонных конструкций.

ЭВМ, нормы и расчетная практика Результаты расчета на прогрессирующее обрушение отображаются в графической форме в двух и трехцветной цветовой шкале В двухцветной шкале элементы разделяются по цвету на работающие (Kmax

ЭВМ, нормы и расчетная практика Осторожная оценка (слева) и учет геометрической нелинейности (справа)

ЭВМ, нормы и расчетная практика

Осторожная оценка (вычисленное армирование)

Задание первоначального армирования В результате разрушения части несущих конструкций характер напряженно- деформированного состояния элемента может измениться. В этом случае актуальна возможность задания некого первоначального армирования, меньше которого в сечении быть не должно. Если при подборе арматуры окажется, что первоначального армирования недостаточно, то к нему будет добавлена необходимая арматура. В противном случае в сечении останется заданное первоначальное армирование. Если при подборе арматуры окажется, что первоначального армирования недостаточно, то к нему будет добавлена необходимая арматура. В противном случае в сечении останется заданное первоначальное армирование.

ЭВМ, нормы и расчетная практика Осторожная оценка (заданное минимальное армирование)

ЭВМ, нормы и расчетная практика Расчет с учетом геометрической нелинейности

Некоторые выводы и обобщения При реализации данного режима авторами принималась во внимание очевидная условность исходных предпосылок, заключающаяся в следующем: - нет достоверной информации о месте и причине возникновения процесса и характере его протекания; - нет достоверной информации о месте и причине возникновения процесса и характере его протекания; - реальные параметры разрушения могут далеко отстоять от условий прочности, приведенных в нормах, т.к. известно, что расчетные значения параметров прочности могут существенно отличаться от наблюдаемых в натуре. - реальные параметры разрушения могут далеко отстоять от условий прочности, приведенных в нормах, т.к. известно, что расчетные значения параметров прочности могут существенно отличаться от наблюдаемых в натуре. Кроме того, в «Рекомендациях по снижению опасности (предотвращению) аварийных воздействий и лавинообразного (прогрессирующего) обрушения для большепролетных зданий», разработанных НИЦ «СТРОИТЕЛЬСТВО» и ЦНИИСК им. Кучеренко, указано, что...невозможно запроектировать и построить сооружение абсолютно безопасным и при этом не учитывать стоимость предотвращения аварийных ситуаций..., а также...сооружения не могут быть совершенно свободными от риска обрушения из-за неопределенностей требований к системе, разброса технических свойств строительных материалов, трудностей адекватного моделирования поведения системы даже с использованием современных программных комплексов.... Таким образом, в результате численного моделирования можно получить качественную оценку характеристик устойчивости конструкции по отношению к прогрессирующему обрушению, а также сопоставить несколько возможных сценариев обрушения с целью выявления слабых мест конструкции.

Спасибо за внимание SCAD Soft Тел. ( ) или (495) ЭВМ, нормы и расчетная практика