ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОГРЕСУЮЧОГО ОБВАЛЕННЯ БУДІВЕЛЬ ПІСЛЯ ПОШКОДЖЕНЬ ВОЄННОГО ХАРАКТЕРУ

Анотація

Метою дослідження є оцінка стійкості монолітно- каркасної житлової будівлі до прогресуючого обвалення за аварійного сценарію, спричиненого локальним механічним пошкодженням воєнного характеру, а також визначення характеру перерозподілу внутрішніх зусиль у несучих залізобетонних елементах каркаса після часткового руйнування конструкцій. Додатковою метою є обґрунтування можливості подальшої експлуатації та відновлення будівлі на основі результатів чисельного моделювання. Методологія. Дослідження виконано з використанням методу скінченних елементів у фізично нелінійній постановці. Розрахунки проведено з урахуванням фактичних міцнісних і деформаційних характеристик бетону та арматури, а також реалістичного сценарію аварійного руйнування плит перекриття, пілонів і діафрагми жорсткості на рівнях 14–16 поверхів. Просторову розрахункову модель будівлі сформовано в програмному комплексі ЛІРА-САПР. Для аналізу аварійного стану застосовано спеціальні аварійні сполучення навантажень і коефіцієнт динамічності, що імітує раптове вилучення окремих конструктивних елементів. Результати. Встановлено закономірність перерозподілу внутрішніх зусиль у вертикальних залізобетонних елементах каркаса після локального пошкодження. Показано, що в зоні аварійного впливу напруження в пілонах і діафрагмах жорсткості зростають у декілька разів, утворюючи локальні концентрації напружень і передруйнівні режими роботи. Водночас у конструктивних елементах, віддалених від зони пошкодження, приріст напружень є незначним і не призводить до втрати їх несучої здатності. За розглянутого сценарію прогресуюче обвалення не розвивається, а загальна просторово жорсткісна система будівлі зберігає стійкість. Наукова новизна полягає у комплексному фізично нелінійному моделюванні реального аварійного сценарію воєнного характеру для багатоповерхової монолітно-каркасної будівлі з урахуванням послідовного вилучення пошкоджених елементів та динамічного ефекту. Отримано нові дані щодо характеру локалізації напружено-деформованого стану та механізмів запобігання розвитку прогресуючого обвалення в подібних конструктивних схемах. Практична значущість. Практична значущість роботи полягає в можливості використання отриманих результатів для обґрунтування рішень щодо подальшого відновлення та безпечної експлуатації пошкоджених житлових будівель. Запропонований підхід до чисельного аналізу може бути застосований як ефективний інструмент оцінки живучості будівель і споруд в умовах відсутності або обмеженості повномасштабних експериментальних досліджень.