ДИНАМІЧНИЙ ЕФЕКТ ВІД ЛОКАЛЬНОГО СТРУКТУРНОГО ПОШКОДЖЕННЯ БУДІВЕЛЬНОЇ КОНСТРУКЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2020/217696Ключові слова:
локальне пошкодження, динамічний коефіцієнт, лабораторний експеримент, логарифмічний декремент коливань, віброприскорення, вібропереміщенняАнотація
Мета. Проаналізувати наявні нормативні та наукові публікації щодо положень розрахунків на аварійні навантаження, пов’язані зі стійкістю до прогресуючого обвалення будівельних конструкцій, та динамічного впливу на будівельну конструкцію локального структурного пошкодження її елемента (відмови). Дослідити динамічний вплив на будівельну конструкцію локального структурного пошкодження її елемента шляхом лабораторного експерименту і числового моделювання. Методика. Для досягнення поставленої мети було проведено огляд існуючих нормативних документів різних країн і наукових публікацій щодо розрахунку та проєктування будівель і споруд, стійких до прогресуючого обвалення. Було створено лабораторний стенд та проведено експериментальні та числові дослідження динамічної поведінки моделі будівельної конструкції. Лабораторний стенд було реалізовано у вигляді статично невизначуваної системи, так, щоб локальна відмова частини конструкції не призводила до руйнування всієї структури, а лише до якісної зміни її конфігурації. Результати. Під час лабораторного експерименту реєструвалися віброприскорення і вібропереміщення характерної точки конструкції. Шляхом обробки віброграм були отримані значення частот і логарифмічних декрементів вільних затухаючих коливань експериментального стенда, а також значення динамічного коефіцієнта при різних рівнях навантажень і видах відмов. Експериментальні дані перевірялись також числовим моделюванням. Наукова новизна. Проведені дослідження дозволяють оцінити динамічний вплив на конструкцію локальних структурних пошкоджень двох видів. Було виявлено, що навіть при співставних значеннях динамічних коефіцієнтів при різних видах відмов величини динамічних переміщень і прискорень можуть відрізнятися в декілька разів. Практична значимість. Отримані результати свідчать про те, що у випадках повних відмов елементів конструкцій вони отримують більші значення динамічних коефіцієнтів (напружень і прискорень), ніж конструкції, у яких відмови додаткових елементів супроводжуються частковим збереженням їхньої працездатності. У такому разі, в практичних, інженерних розрахунках, можна обмежитися розглядом саме таких повних відмов критичних елементів конструкцій, а можливість їхнього неповного виключення з роботи може бути віднесена в запас несучої здатності.
Посилання
REFERENCES
GSA Alternate Path Analysis and Design Guidelines for Progressive Collapse Resistance (2016). (in English)
Kong, D.-Y., Yang, Y., Yang, B., & Zhou, X.-H. (2020). Experimental Study on Progressive Collapse of 3D Steel Frames under Concentrated and Uniformly Distributed Loading Conditions. Journal of Structural Engineering, 146(4). (in English)
Mahmoudi, M., Teimoori, T., & Kozani, H. (2015). Presenting displacement-based nonlinear static analysis method to calculate structural response against progressive collapse. International Journal of Civil Engineering, 13(4A), 478-485. (in English)
Mashhadiali, N., Kheyroddin, A., & Zahiri-Hashemi, R. (2016). Dynamic Increase Factor for Investigation of Progressive Collapse Potential in Tall Tube-Type Buildings. Journal of Performance of Constructed Facilities, 30(6). (in English)
UFC 4-023-03 (2016). Design of buildings to resist progressive collapse. (in English)
Zhu, Y., Chen, Ch., Yao, Y., Keer, L. M., & Huang, Y. (2018). Dynamic increase factor for progressive collapse analysis of semi-rigid steel frames. Steel and Composite Structures, 28(2), 209-221. (in English)
Ayzenberg, Ya. M. (1976). Sooruzheniya s vyklyuchayushchimisya svyazyami dlya seysmicheskikh rayonov. Moskva: Stroyizdat. (in Russian)
Augusti, G., Baratta, A., & Kashiati, F. (1988). Veroyatnostnye metody v stroitelnom proektirovanii. Moskva: Stroyizdat. (in Russian)
Huslysta, H. E., Kozhanov, Yu. O., & Yaroshenko, D. S. (2019). Metodychni vkazivky do vykonannia kvalifikatsiinoi roboty (tema «Rozrakhunok prostorovoi ramy na stiikist do prohresuiuchoho obvalennia»). Dnipro: DVNZ PDABA. (in Ukrainian)
DBN V.1.2-14:2018 (2018). Zahalni pryntsypy zabezpechennia nadiinosti ta konstruktyvnoi bezpeky budivel i sporud. (in Ukrainian)
DBN V.2.2-41:2019 (2019). Vysotni budivli. Osnovni polozhennia. (in Ukrainian)
Drobot, D. Yu. (2020a). Vozmozhnye tekhnologii rascheta na progressiruyushchee obrushenie: uchebnoe posobie. Moskva. URL: https://ridero.ru/books/vozmozhnye_tekhnologii_rascheta_na_progressiruyushee_obrushenie/ (in Russian)
Drobot, D. Yu. (2020b). Progressiruyushchee obrushenie i zhivuchest konstruktsiy: Blog o voprosakh progressiruyushchego obrusheniya i zhivuchesti konstruktsiy. URL: https://dwg.ru/b/d1985 (in Russian)
Zhmud, V. A., Kuznetsov, K. A., Kondratev, N. O., Trubin, V. G., & Trubin, M. V. (2018). Akselerometr i giroskop MPU6050: pervoe vklyuchenie na STM32 i issledovanie pokazaniy v statike. Avtomatika i programmnaya inzheneriya. 3 (25), 9-22. (in Russian)
Kaplya, V. I., Savitskiy, I. V., & Mastikov, D. A. (2018). Kalibrovka trekhosnogo akselerometra po dannym ryada izmereniy s razlichnoy orientatsiey. Inzhenernyy vestnik Dona, 2. (in Russian)
Karvinen, T., Karvinen, K., & Valtokari, V. (2015). Delaem sensory: proekty sensornykh ustroystv na baze Arduino i Raspberry Pi. Moskva: OOO «I.D. Vilyams». (in Russian)
Kulyabko, V. V., & Yaroshenko, D. S. (2012). Osobennosti sobstvennykh kolebaniy regulyarnykh ramnykh stroi-telnykh konstruktsiy na primere odnoetazhnykh mnogoproletnykh ram. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 2, 22-30. (in Russian)
Monk, S. (2017). Programmiruem Arduino: professionalnaya rabota so sketchami. Sankt-Peterburg: Piter. (in Russian) (in Russian)
Redchenko, V. P. (2013). Eksperymentalne vyznachennia postiinykh napruzhen v zalizobetonnykh konstruktsiiakh. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 4, 82-88. (in Ukrainian)
Redchenko, V. P. (2014). Analiz rezultativ dynamichnykh vyprobuvan mostiv z vykorystanniam prohramy «SpektrUM». Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 6, 119-125. (in Ukrainian)
Rudenko, D. V., & Rudenko, V. V. (2009). Zashchita karkasnykh zdaniy ot progressiruyushchego obrusheniya. Inzhenerno-stroitelnyy zhurnal, 3, 38-41. (in Russian)
