РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО КАРКАСА ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ НА ПРОГРЕССИРУЮЩЕЕ ОБРУШЕНИЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 624.014.2

Данилова К.А.

магистрант

ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

(Россия, г. Чебоксары)

РАСЧЕТ СТАЛЬНОГО КАРКАСА ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ НА ПРОГРЕССИРУЮЩЕЕ ОБРУШЕНИЕ

Аннотация: в данной статье рассматривается расчет стального каркаса одноэтажного павильонного здания с применением стержневых конечных элементов КЭ55 в расчетном комплексе ЛИРА-САПР на прогрессирующее (лавинообразное) обрушение.

Ключевые слова: прогрессирующее (лавинообразное) обрушение, металлический каркас, надежность, аварийные воздействия.

Под прогрессирующим (лавинообразным) обрушением понимается распространение начального локального повреждения в виде цепной реакции от элемента к элементу, которое, в конечном счете, приводит к обрушению всего сооружения или непропорционально большой его части. Причиной разрушения может быть любая из множества аварийных ситуаций, которые не рассматриваются в обычном проектировании. В то же время землетрясения, пожары, сильные ветры, на которые производятся расчёты зданий в соответствии со строительными нормами, также не должны приводить к прогрессирующему обрушению.

Большепролетные сооружения имеют повышенный уровень ответственности по назначению, и их обрушение может привести к тяжелым социальным и экономическим последствиям. При их проектировании возникают проблемы, которые не отражены в действующих российских строительных нормах.

Актуальность вопроса прогрессирующего обрушения заключается в следующем: в настоящее время проблема живучести достаточно далека от её эффективного

решения; на данный момент времени отсутствует единая методика и концепция расчета на прогрессирующее обрушение; не разработаны аналитические методы определения начальных повреждений и прогнозирования вероятности последующего лавинообразного обрушения зданий и сооружений из-за предполагаемых аварийных воздействий.

Прогрессирующее обрушение может возникнуть в результате воздействий технологического характера, подразделяющихся на силовые, деформационные и коррозионные, а также в случае чрезвычайных ситуаций.

Возможными техногенными причинами локальных повреждений могут послужить:

- размыв грунтового основания в результате аварий на внутренних или наружных водоотводах;

- подтопление территорий природными водами;

- разрушение части элементов конструкций от воздействия взрывов, ударов, а также местной перегрузки вследствие нарушения правил эксплуатации;

- разрушение отдельных конструкций в результате существенного снижения прочности материалов, дефектов при строительстве и действия коррозии.

Аварийными ситуациями, способными вызвать лавинообразное обрушение здания являются:

- пожар,

- столкновение со зданием автотранспорта или летящих объектов, взрыв газа.

В данной статье рассматривается расчет выставочного павильона (рис. 1.) 30х60 м в осях.

IV / \ / X / \ / \.'/ \ ,< \ / \ / X / /С »' т у ...................... ~

(' "I /А- .. ,. .. .

/\ /\ /\ А • ••

А/ Л./ V/ V/ V \/ \/ X,/ А/А /' А Г—/-АХ~А

Рис. 1. Общий вид расчетной схемы

Конечный элемент КЭ55 моделирует податливость связей в узлах крепления прогонов и связей к элементам фермы типа «Молодечно». КЭ, моделирующий упругую связь между узлами. КЭ55 задается произвольной длины, так как в расчете длина элемента не учитывается.

Рис. 2. Узел присоединения прогонов к элементам фермы Порядок расчета на прогрессирующее обрушение: 1. статический расчет. 2. анализ результатов расчета, выявление самого нагруженного элемента. 3. удаление самого нагруженного элемента из расчетной схемы. 4. повторный статический расчет.

В результате расчета при удалении колонны происходит обрушение покрытия общей площадью 360 м2. В качестве мер по защите от прогрессирующего обрушения можно принять следующее: увеличение сечения связей по верхнему поясу ферм, введение дублирующей колонны, введение решетчатых связей по нижнему поясу ферм у разрушенной колонны.

Список литературы:

1. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменением N 1).

2. СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81* (с Изменением N 1).

3. СП 385.1325800.2018 Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения.

4. СТО 36554501-024-2010 Обеспечение безопасности большепролетных сооружений от лавинообразного (прогрессирующего) обрушения при аварийных воздействиях.

5. Кудишин Ю.И., Дробот Д.Ю. К вопросу о живучести строительных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. - 2008. - № 2 (217). - С. 36 - 43