Цифровое моделирование прогрессирующего обрушения высотного здания
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2022-49-1-87-94
Аннотация
Цель. В статье обоснована необходимость цифрового моделирования аварийного воздействия при исследовании устойчивости здания к прогрессирующему обрушению путем создания имитатора локального разрушения.
Метод. Для обеспечения уникального архитектурного облика проектируемого многофункционального высотного комплекса разработана сложная форма с выемками, в которых располагаются лифтовые шахты. Соблюдается принцип управления конструкции за счет притока внешней энергии. Преобразование энергии и необходимая защита обеспечивается наличием в пространственном каркасе здания уравновешивающих связей около архитектурных выемок, позволяющих стабилизировать состояние сложной системы. Пространственная жесткость конструктивной схемы высотного здания обеспечивается применением симметрично расположенных диафрагм и ядер жесткости, жестких узлов для сопряжения с несущими конструкциями аутригерных систем.
Результат. Алгоритм расчета на прогрессирующее обрушение включает расчет напряженно-деформированного состояния элементов каркаса здания при нормальной эксплуатации. Создается аналог аварийного воздействия путем исключения из расчетной модели несущего элемента, мгновенное удаление которого моделируется усилием с обратным знаком, определенное по результатам расчета в стадии нормальной эксплуатации.
Вывод. Напряженно-деформированное стояние каркаса, возникающее при локальном разрушении, является критерием устойчивости к прогрессирующему обрушению. Исследован вопрос о необходимости и устанавливаемой форме аутригерных этажей применительно к конкретному зданию. Приведена зависимость динамических характеристик при изменении конструктивных решений каркаса уникального здания.
Об авторах
Э. К. АгахановРоссия
Агаханов Элифхан Керимханович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Транспортные сооружения и строительные материалы»
367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Г. М. Кравченко
Россия
Кравченко Галина Михайловна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техническая механика», доцент
344002, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
М. И. Кадомцев
Россия
Кадомцев Максим Игоревич, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры «Медиатехнологии»
344002, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Е. В. Труфанова
Россия
Труфанова Елена Васильевна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Техническая механика»
344002, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Н. А. Савельева
Россия
Савельева Нина Александровна, старший преподаватель кафедры «Техническая механика»
344002, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Список литературы
1. Eremeeva A.A., Pomorov S.B., Pojdina T.V. (2014) Parametrism in architecture. Searches and solution. Barnaul, 118–122.
2. Mamieva I (2020) Analytical surfaces for parametric architecture in contemporary buildings and structures, Academia. Architecture and Construction №1, 150–165
3. Kravchenko G, Trufanova E, Boldyrev A (2018) Evolution of objects of parametrism Constr Archit 6(4):44–4
4. V. Talapov BIM technology: The essence and features of building information modeling implementation, DMK-press, 410 (2015)
5. N. V. Fedorova, S. Yu. Savin. Progressive collapse resistance of facilities experienced to localized structural damage - an analytical review. Building and Reconstruction. – 2021. – No 3(95). – P. 76-108.
6. Kiakojouri F. et al. Progressive collapse of framed building structures: Current knowledge and future prospects // Eng. Struct. Elsevier, 2020. Vol. 206, December 2019. P. 110061
7. Агаханов Г.Э. Решение задач механики деформируемого твердого тела с использованием фиктивных расчетных схем // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. - № 3. – 2015 с. 8-15.
8. Агаханов Э.К., Кравченко Г.М., Панасюк Л.Н., Труфанова Е.В. Реализация метода кинематической декомпозиции для расчетов в нелинейной постановке. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2014, Т. 35, №4.- с. 14-19..
9. Абдуразаков Г.М., Абакаров А.Д. Построение расчетных моделей оценки живучести рамных систем при сейсмическом воздействии в сборнике: вопросы современных технических наук: свежий взгляд и новые решения. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. 2015. с. 58-61.
10. Adam J.M. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century // Eng. Struct. Elsevier, 2018. Vol. 173, № March. P. 122-14
11. Агаханов Э.К. О развитии комплексных методов решения задач механики деформируемого твердого тела». Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2013.с. 14-19.
12. Кравченко Г.М., Коробкин А.П., Труфанова Е.В., Лукьянов В.И. Критерии оценки динамических моделей железобетонного каркаса здания, Science Time, 2014, с. 255-260.
13. Муртазалиев Г.М., Акаев А.И., Пайзулаев М.М. Основные соотношения начального этапа послекритического деформирования конструкций. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2013. № 28. С. 90-93.
14. Муртазалиев Г.М., Дибиргаджиев А.М Вариационные принципы механики конструкций. Сборник тезисов докладов XXXVI итоговой научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов и студентов ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный технический университет». Под ред. Т.А. Исмаилова. 2015. с. 118-119.
15. Агаханов Э.К. Развитие комплексных методов в механике деформируемого твердго тела, Материалы Международной научно-практической конференции, ФГБОУ ВПО "ГГНТУ", г. Грозный, 2015. с. 99-105.
16. G. M. Kravchenko, E. V. Trufanova, D. S. Kostenko, S. G. Tsurikov. Structural concepts of high-rise buildings resistant to progressive collapse. Materials Science Forum. – 2018. – Vol. 931. – P. 54-59.
17. Труфанова Е.В., Панасюк Е.Л.Влияние упрощающих гипотез при моделировании объектов строительства на точность конструктивных результатов. Наука и бизнес: пути развития. 2013. № 8 (26). с. 11-18.
18. Batht K.-J. Finite Element Procedures. New Jersey: Prentice Hall, 1996.с.95-97.
19. Engel H. Structure Systems. Stuttgart: Deutsche Verlags-Anstalt. 1967. с.23-24.
20. Simbirkin V. Analysis of Reinforced Concrete Loadbearing Systems of Multistorey Buildings. Modern Building Materials, Structures and Techniques: CD-ROM Proceedings of the 8th International Conference, Vilnius, May 19-21, 2004.с.98-99.
Рецензия
Для цитирования:
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;49(1):87-94. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2022-49-1-87-94
For citation:
Agakhanov E.K., Kravchenko G.M., Kadomtsev M.I., Trufanova E.V., Savelyeva N.A. Digital modeling of progressive collapse for high-rise building. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2022;49(1):87-94. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2022-49-1-87-94