Расчет эстакады под технологические трубопроводы на прогрессирующее обрушение прямым динамическим методом

Введение. В данной статье рассмотрен порядок расчета на прогрессирующее обрушение эстакады под технологические трубопроводы в прямой динамике с использованием различных методов задания времени инициирующего воздействия. Особенность проектирования эстакад под технологические тру­бопроводы с учетом обеспечения прочности на прогрессирующее обрушение связана с тем, что из-за расположения трубопроводов, как правило, нет возможности поместить связи в плоскости рамы опор эстакады.

Материалы и методы. Расчет выполнен на базе программного комплекса SCAD Office, использующего метод конечных элементов для определения напряженно-деформированного состояния расчетной мо­дели. Произведено исследование на асимптотическую сходимость расчетной модели в трех итерациях с последующим увеличением числа конечных элементов. Оценка сходимости производилась на основе анализа разности усилий в элементах, полученных при расчете каждой итерации. При расчете в прямой динамической постановке используется три метода оценки времени инициирующего воздействия.

Результаты. Произведен анализ асимптотической сходимости расчетной модели, по результатам анализа была выбрана модель с размерностью, при которой усилия в элементах последующих моделей отличаются не более чем на 3%. Выполнено сравнение результатов динамических расчетов с учетом трех вариантов задания времени инициирующего воздействия.

Обсуждение и заключение. По результатам исследования определяется необходимость исследования расчетных моделей на асимптотическую сходимость для оценки и верификации результатов. Делают­ся выводы по результатам использования трех методов задания времени инициирующего воздействия. Определена зависимость усилий и перемещений от величины времени инициирующего воздействия.

1. Истомин А.Ф. Анализ статей и научных публикаций на тему прогрессирующего обрушения // Вестник ПНИПУ. 2020. № 2. С. 22–29.

2. Остянко В.В. Исследование работы арочных и перекрестных арочных систем на устойчивость против прогрессирующего обрушения квазистатическим методом в линейной постановке // Актуальные научные исследования в современном мире. 2021. № 4-2. С. 141–145. – 5 с.

3. Агаханов Э.К., Кравченко Г.М., Кадомцев М.И., Труфанова Е.В., Савельева Н.А.. Цифровое моделирование прогрессирующего обрушения высотного здания // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2022. Том 49, № 1. С. 87–94. – 8 с.

4. Подшивалов И.И. Моделирование напряженного состояния безригельных перекрытий экспериментального здания от прогрессирующего обрушения // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. № 25. С. 134–141. – 8 с.

5. Митрович Б. Оценка устойчивости монолитных железобетонных несущих систем к прогрессирующему обрушению на основе принципа уровня допускаемых повреждений // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2021. № 3. С. 61–72. – 10 с.

6. Терешин Ю.А., Павлов Д.А. Защита от прогрессирующего обрушения литейных дворов доменных печей // Символ науки. 2022. № 4-2. С. 25–27. – 3 с.

7. Рекунов С.С., Косова А.Ю., Иванов С.Ю., Завьялов И.С. Расчёт многоэтажного здания на прогрессирующее обрушение при сейсмическом воздействии // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2021. № 3 (36). С. 15–20. – 6 с. DOI: 10.52684/2312-3702-2021-36-2-15-20

8. Митрович Б. Верификация методики использования коэффициента редукции при расчете монолитных железобетонных систем на устойчивость к прогрессирующему обрушению // Строительство и реконструкция. 2021; (3):68–75.

9. Ведяков И.И., Соловьев Д.В. Разработка методики оценки риска прогрессирующего обрушения // Вестник НИЦ «Строительство». 2021. 28(1): 5–15.

10. Краснощеков Ю.В. Защита от прогрессирующего обрушения зданий со сборными железобетонными перекрытиями // Вестник СибАДИ. 2022; Т.19, № 2(84). С. 290–299.

11. Колчунов В.И., Московцева В.С., Бушова О.Б., Жуков Д.И. Расчетный анализ способов защиты монолитных каркасов многоэтажных зданий с плоскими перекрытиями от прогрессирующего обрушения // Строительство и реконструкция. 2021. (4): 35–44.

12. Завьялова О.Б., Куликов В.В. Особенности создания расчетных схем, расчета и конструирования многоэтажного каркасного здания с соблюдением мер защиты от прогрессирующего обрушения // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2022. № 1 (39). С. 58–65.

13. Истомин А.Ф., Кучин М.В. Оценка факторов прогрессирующего обрушения строительных конструкций // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 3 (55) С. 152–158. – 7 с.

14. Лисневский А.Е. Проблемы прогрессирующего обрушения // Томский государственный архитектурно-строительный университет. 2022. С. 31–38. – 8 с.

15. Караханян В.Б., Овчинников И.И., Баев М.А., Овчинников И.Г. Особенности прогрессирующего разрушения применительно к мостовым сооружениям // Транспортные сооружения. 2020. № 2. С. 1–20. – 20 с.

16. Подшивалов И.И. Анализ результатов моделирования напряженного состояния колонн и связей экспериментального здания от прогрессирующего обрушения // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. Т. 24, № 3. С. 180−190. – 11 с.

17. Foad Kiakojouri, Valerio De Biagi, Bernardino Chiaia, Mohammad Reza Sheidaii Progressive collapse of framed building structures: Current knowledge and future prospects // Engineering Structures. 2020, vol. 206.

18. Ibrahim M.H. Alshaikh, B.H. Abu Bakar, Emad A.H. Alwesabi, Hazizan Md Akil Experimental investigation of the progressive collapse of reinforced concrete structures: An overview // Structures. 2020, vol. 25 P. 881-900 – 20 p.

19. Foad Kiakojouri, Mohammad Reza Sheidaii, Valerio De Biagi, Bernardino Chiaia Progressive collapse of structures: A discussion on annotated nomenclature // Structures. 2021, vol. 29 P. 1417-1423 – 7 p.

20. Iftikhar Azim, Jian Yang, Sanjeev Bhatta, Feiliang Wang, Qing-feng Liu Factors influencing the progressive collapse resistance of RC frame structures // Journal of Building Engineering. 2020, vol. 27.

21. Foad Kiakojouri, Valerio De Biagi, Bernardino Chiaia, Mohammad Reza Sheidaii Strengthening and retrofitting techniques to mitigate progressive collapse: A critical review and future research agenda // Engineering Structures. 2020, vol. 262.

22. Hamzeh Shakib, Maedeh Zakersalehi, Vahid Jahangiri, Reza Zamanian Evaluation of Plasco Building fire-induced progressive collapse // Structures. 2020, vol. 28 P. 205-224 – 10 p.

23. Xiao-Huang-Can He, Tak-Ming Chan, KwokFai Chung Effect of inter-module connections on progressive collapse behaviour of MiC structures // Journal of Constructional Steel Research. 2021, vol. 185.

24. Bao Meng, Liangde Li, Weihui Zhong, Zheng Tan, Qiangqiang Du Improving anti-progressive collapse capacity of welded connection based on energy dissipation cover-plates // Journal of Constructional Steel Research. 2022, vol. 188.

25. De-Cheng Feng, Hai-Rong Shi, Fulvio Parisi, Emanuele Brunesi, Chun-Lin Wang Efficient numerical model for progressive collapse analysis of prestressed concrete frame structures // Engineering Failure Analysis. 2021, vol. 129.

26. Ibrahim M.H. Alshaikh a b, B.H. Abu Bakar a, Emad A.H. Alwesabi a b, Abdullah M. Zeyad c, Hassan M. Magbool Finite element analysis and experimental validation of progressive collapse of reinforced rubberized concrete frame // Structures. 2020, vol. 33. P. 2361-2373 – 13 p.

27. De-Cheng Feng, Si-Cong Xie, Jun Xu, Kai Qian Robustness quantification of reinforced concrete structures subjected to progressive collapse via the probability density evolution method // Engineering Structures. 2020, vol. 202.

28. Yun-Hao Weng, Kai Qian, Feng Fu, Qin Fang Numerical investigation on load redistribution capacity of flat slab substructures to resist progressive collapse // Journal of Building Engineering. 2020, vol. 29

29. Huiyun Qiao, Xinyu Xie, Yu Chen Improvement of progressive collapse resistance for a steel frame system with beam–web opening // Engineering Structures. 2022, vol. 256.

30. Yuan Tian, Kaiqi Lin, Xinzheng Lu, Lei Zhang, Yi Li, Hong Guan Experimental and theoretical study of seismic and progressive collapse resilient composite frames // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2020, vol. 139.

31. Martina Scalvenzi, Sebastiano Gargiulo, Fabio Freddi, Fulvio Parisi Impact of seismic retrofitting on progressive collapse resistance of RC frame structures // Engineering Failure Analysis. 2022, vol. 131.