Друк

Майборода Р. І., Отрош Ю. А. Програмна реалізація оцінювання стійкості будівель до прогресуючого обвалення. С. 177-193.

Програмна реалізація оцінювання стійкості будівель до прогресуючого обвалення

 

Майборода Роман Ігорович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-3461-2959

 

Отрош Юрій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-0698-2888

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-12

 

Ключові слова: прогресуюче обвалення, пожежа, вибух, ЛІРА–САПР, комп’ютерна модель, комбінація навантажень

 

Анотація

 

Розроблена комп’ютерна модель, яка дозволяє оцінювати стійкість залізобетонної монолітної будівлі до прогресуючого обвалення під впливом комбінованої дії пожежі та внутрішнього дефлаграційного вибуху. Для цього було створено просторову фізично та геометрично нелінійну модель шестиповерхової виробничої будівлі. Модель враховує сумісну роботу несучих конструкцій, зміну теплофізичних і механічних властивостей матеріалів під впливом підвищених температур, утворення локальних руйнувань, перерозподілу внутрішніх зусиль та динамічних ефектів від вибухового навантаження. Модель реалізована в програмному комплексі ЛІРА–САПР із використанням модуля «теплопровідність» для врахування температурного впливу режиму стандартної пожежі тривалістю 60 хвилин та налаштувань «динаміка в часі» для моделювання імпульсного навантаження від вибуху в 15 кПа. У результаті моделювання встановлено, що ізольована дія пожежі призводить до зростання прогинів плит перекриття у 2,6 рази, а внутрішній вибух – до збільшення прогину нижньої плити у 5,2 рази відносно нормального стану. Найбільшу небезпеку становить сценарій сумісного впливу пожежі та вибуху при якому прогин нижньої плити досягнув 55,8 мм, що перевищує початкове значення у 8,3 рази. Такі деформації при комбінованих діях, потенційно можуть викликати втрату несучої здатності конструкцій і розвиток прогресуючого обвалення будівлі. Отримані результати становлять основу для підвищення рівня конструктивної безпеки будівель та зменшення ризику втрат людських життів в умовах надзвичайних ситуацій. Запропонований підхід забезпечує можливість всебічного оцінювання стійкості залізобетонних монолітних будівель до прогресуючого обвалення за комбінованої дії термічних та вибухових навантажень, а також обґрунтування та реалізації ефективних заходів для підвищення їхньої надійності та живучості.

 

Посилання

  1. 1. Отрош Ю. А., Майборода Р. І., Ромін А. В. Дослідження методик розрахунку прогресуючого обвалення. Механіка та математичні методи. 2023. Вип. 2. С. 25–40. doi: 10.31650/2618–0650–2023–5–2–25–40
  2. Skob Y., Dreval Y., Vasilchenko A., Maiboroda R. Selection of material and thickness of the protective wall in the conditions of a hydrogen explosion of various power. Key Engineering Materials. 2023. Vol. 952. P. 121–129. doi: 10.4028/p–ST1VeT
  3. Maiboroda R., Zhuravskij M., Otrosh Y., Karpuntsov V. Determination of the required area of easily removable structures to protect against progressive collapse. Key Engineering Materials. 2024. Vol. 1004. P. 73–83. doi: 10.4028/p–V0xA6H
  4. Tanapornraweekit G., Haritos N., Mendis P. Behavior of FRP–RC plates under multiple independent air blasts. Journal of Performance of Constructed Facilities. 2011. Vol. 25. № 5. P. 433–440. doi: 10.1061/(ASCE)CF.1943–5509.0000191
  5. Liu Y., Yan J., Huang F. Behavior of reinforced concrete beams and columns subjected to blast loading. Defence Technology. 2018. Vol. 14. № 5. P. 550–559. doi: 10.1016/j.dt.2018.07.026
  6. ДСТУ–Н Б EN 1991–1–7:2010. Єврокод 1. Дії на конструкції. Частина 1–7. Загальні дії. Особливі динамічні впливи. Чинний від 01.07.2013 р. Вид. офіц. Київ: Технічний комітет стандартизації «Металобудівництво», 2010. 81 с.
  7. ДСТУ–Н Б EN 1990:2008. Єврокод. Основи проєктування конструкцій. Чинний від 01.07.2009 р. Вид. офіц. Київ: Технічний комітет з стандартизації «Арматура для залізобетонних конструкцій», 2009. 105 с.
  8. Shan S., Wang H., Li S., Wang B. Evaluation of progressive collapse resistances of RC frame with contributions of beam, slab and infill wall. Structures. 2023. Vol. 53. P. 1463–1475. doi: 10.1016/j.istruc.2023.04.114
  9. Білошицька Н., Білошицький М., Татарченко З., Дячук Б. Математичне моделювання роботи будівельних конструкцій в складних умовах хімічного ви-робництва. Містобудування та територіальне планування. 2022. Вип. 81. С. 59–69. doi: 10.32347/2076–815x.2022.81.59–69
  10. Almusallam T., Elsanadedy H., Abbas H., Alsayed S., Al–Salloum Y. Progressive collapse analysis of a RC building subjected to blast loads. Structural Engineering and Mechanics. 2010. Vol. 36. № 3. P. 301–319. doi: https://doi.org/10.12989/SEM.2010.36.3.301
  11. Ding Y., Chen Y., Shi Y. Progressive collapse analysis of a steel frame subjected to confined explosion and post–explosion fire. Advances in Structural Engineering. 2016. Vol. 19, № 11. P. 1780–1796. doi:10.1177/1369433216649381
  12. Jahromi H., Izzuddin B., Nethercot D. Robustness assessment of building structures under explosion. Buildings. 2012. Vol. 2. № 4. P. 497–518. doi: 10.3390/buildings2040497
  13. Luccioni B., Ambrosini R., Danesi R. Analysis of building collapse under blast loads. Engineering Structures. 2004. Vol. 26. № 1. P. 63–71. doi: 10.1016/j.engstruct.2003.08.011
  14. Майборода Р. І., Отрош Ю. А. Дослідження методики розрахунку стійко-сті до прогресуючого обвалення будівель внаслідок пожежі та вибуху. Комуналь-не господарство міст: наук.–техн. зб. Серія: Технічні науки та архітектура. 2023. Т. 3. Вип. 191. С. 115–127. doi: 10.31650/2618–0650–2023–5–2–25–40
  15. ДСТУ 9294:2024. Розрахунок будівель на стійкість до прогресуючого (непропорційного) обвалення. Чинний від 01.03.2025 р. Вид. офіц. Київ : Техніч-ний комітет стандартизації «Захист будівель та споруд», Державне підприємство «Державний науково–дослідний інститут будівельних конструкцій», 2025. 70 с.
  16. ДСТУ 9176:2022. Пожежна безпека. Методи визначення параметрів лег-коскидних конструкцій для приміщень та будинків. Основні положення. Чинний від 01.10.2023 р. Вид. офіц. Київ: Технічний комітет стандартизації «Пожежна безпека та протипожежна техніка», 2023. 23 с.
  17. ДСТУ–Н Б EN 1991–1–7:2010. Єврокод 1. Дії на конструкції. Частина 1–7. Загальні дії. Особливі динамічні впливи. Чинний від 01.07.2013 р. Вид. офіц. Київ : Технічний комітет стандартизації «Металобудівництво», 2013. 100 с.
  18. ДСТУ Б В.1.1–36:2016. Визначення категорій приміщень, будинків та зо-внішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою. Чинний від 01.01.2017 р. Вид. офіц. Київ : УкрНДІЦЗ, 2017. 34 с.