Розрахунок будівлі на вплив дії повітряної ударної хвилі прямим динамічним методом з використанням ПК ЛІРА-САПР
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.147-160Ключові слова:
Аварійний вибуховий вплив, повітряна ударна хвиля, динамічні навантаження, скінчено-елементний розрахунок, ЛІРА-FEM (ЛИРА-САПР)Анотація
Розрахунок впливу повітряної ударної хвилі на будівлі є надзвичайно важливим для нашої країни, яка перебуває в умовах воєнних дій. Дослідження конструктивної безпеки та живучості несних конструкцій при таких впливах є важливою задачею, особливо для об’єктів критичної інфраструктури. Сценарій вибуху можна змоделювати за допомогою програм які реалізують метод скінченних елементів з можливістю виконання розрахунку прямим динамічним методом. І таким чином оцінити сту-пінь пошкодження будівель та мінімізувати загибель людей.
Стаття присвячена особливостям розрахунку будівель на вплив дії повітряної ударної хвилі методом скінченних елементів із використанням програмного комплексу ЛІРА-FEM (ЛІРА-САПР). Розглянуто типові параметри вибухової хвилі, властивості вибухових навантажень та послідовність розрахунку на вибухові навантаження. Описані основні відмінності вибухових і ударних впливів від звичайних навантажень. Детально розглянуто питання визначення параметрів ударних хвиль та їх впливу на споруди. Описано методи розрахунку конструкцій на вибухові дії.
Проведено попередню оцінку вибухостійкості одноповерхової будівлі з металевим каркасом і стіновим заповненням з листового металу за допомогою ЛІРА-FEM (ЛІРА-САПР). Продемонстровано процес призначення імпульсних навантажень від ударної хвилі на стіни, повернуті до вибуху, бічні стіни, покриття та тильні стіни. Описані особливості використання модуля «Динаміка в часі» в ЛІРА-FEM (ЛІРА-САПР) для вирішення задач динаміки вибухів. Також розглянуто його застосування для перегляду, аналізу результатів, конструювання та документування.
Цей аналіз допомагає в оцінці ризиків при проектуванні захисних структур, розробці проектних рішень та проведенні досліджень у сфері вибухобезпеки.
Посилання
Левчук К. О., Романюк Р. Я., Толок А. О.Цивільний захист: навч. посіб. / К. О. Левчук,Р. Я. Романюк, А. О. Толок — «ДДТУ», 2016— 325 с.
Євдін О. М., Могильниченко В. В., СкиданМ. А. Захист населення і територій від над-звичайних ситуацій. Т. 1. “Техногенна та природна небезпека” / О. М. Євдін, В. В. Мо-гильниченко, М. А. Скидан [та ін.]. — К. : КІМ, 2007. — 636 с.
ДБН В.1.1-7:2016. Пожежна безпека об’єктівбудівництва. Загальні вимоги. – Київ: Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України, 2017. – 39с.
ДБН В.2.2-5:2023. Захисні споруди цивіль-ного захисту – [Введений у дію з 01-11-2023].– К.: Мінрегіон України, 2023. – 112 с.
European Standard EN 1991-1-7 (Єврокод 1"Дія на конструкції. Частина 1-7: Зовнішнівпливи. Вибухи")
American Society of Civil Engineers (ASCE):ASCE/SEI 59-11 "Blast Protection ofBuildings".
Барабаш М. С. Комп'ютерне моделюванняпроцесів життєвого циклу об'єктів будівництва: Монографія. – К.: Вид-во «Сталь, 2014.–301 с.
Barabash M.S., Kostyra N.O., PysarevskiyB.Y. Strength-strain state of the structures withconsideration of the technical condition andchanges in intensity of seismic loads // IOPConference Series: Materials Science andEngineering. 2019. № 708. URL:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/708/1/012044
Барабаш М.С., Костира Н.О., Томашевсь-кий А.В. Визначення напружено-деформова-ного стану та міцності пошкоджених несучихконструкцій інструментами ПК «ЛІРА-САПР» // Український журнал будівництвата архітектури. 2022. № 1(007). С. 7-14.
URL: https://doi.org/10.30838/J.PSACEA.2312.220222.7.827
Максименко В.П., Барабаш М.С., Писаревський Б.Ю. Методика оцінки напружено-деформованого стану конструкцій будівлі на основі методу підсистем // Науковотехн. журнал «Будівельне виробництво».2021. № 71.
Barabash M., Pisarevskyi B., Bashinsky Ya.Material damping in dynamic analysis ofstructures (with LIRA-SAPR program). // Civiland Environmental Engineering, 2020. № 16(1). P. 63-70
Пікуль А.В., Барабаш М.С. Проблеми мо-делювання динамічних впливів. Реалізація вПК ЛІРА-САПР // Збірка тез доповідей між-народної науково-технічної конференції,присвяченої 90-річчю з дня народження про-фесора В.К. Єгупова “Проблеми теорії іпрактики сейсмостійкого будівництва” - Одеса: ОДАБА, 2016. – 124 с.
Барабаш М.С., Гензерський Ю.В., Пісаревський Б.Ю. Чисельне моделювання динамічних впливів у ПК ЛІРА-САПР // Су-часні методи і проблемно орієнтовані комплекси розрахунку конструкцій. Їх застосування у проектуванні і навчальному процесі:тези доп. 3-ї міжн. наук.-практ. конференції.Київ, 2019. С. 6 – 9.
Максименко, В., Барабаш, М., Костира,Н., Бармен, І. Моделювання динамічних на-вантажень вибухового типу в задачах дослі-дження міцності будівельних конструкцій звикористанням ПК ЛІРА-САПР (2024). // Наука та будівництво, 38(4).
https://doi.org/10.33644/2313-6679-4-2023-3
Ромашкіна М. А. Чисельне дослідження напружено-деформованого стану цегляної житлової будівлі при запроектному впливі (вибух побутового газу всередині приміщення)/ М. А. Ромашкіна / / Будівництво, матеріалознавство, машинобудування / / Зб. наук.праць – Д.: ГВУЗ ПГАСА, 2015. – С. 28-37.
Ромашкіна М. А. Визначення ймовірності вибуху газоповітряної суміші в газифікованій квартирі / М.А. Ромашкіна/ / Науково-технічний збірник: Проблеми розвитку міськогосередовища. – К.:НАУ, 2026 - №2 (16) –С.157-167.
Koliakova, V., Dumych, A., & Sumak, A.(2024, January). Stress-strain state of shelterstructures under the action of air shock wave. InSworld-Us Conference proceedings (No. usc22-01, pp. 49-56).
Шимановський О. В. Особливості вибухових навантажень та практичні прийоми захисту будівель від вибуху / О. В. Шимановський// Промислове будівництво та інженерні споруди. – 2019. – № 4. – С. 28–32.
Шимановський О. В. Особливості убезпе-чення будівель та інженерних споруд при те-рористичних нападах / О. В. Шимановський //Промислове будівництво та інженерні спо-руди. – 2018. – № 4. – С. 2–11
U.S. Department of the Army, the Navy andAir Force. The Design of Structures to Resistthe Effects of Accidental Explosions-TechnicalManual (TM 5-1300); U.S. Department of theArmy: Washington, DC, USA, 1990.
U.S. Department of Defense (DOD).Structures to Resist the Effects of AccidentalExplosions (UFC 3-340-02); DOD:Washington, DC, USA, 2008.
Cormie, D.; Mays, G.; Smith, P.D. BlastEffects on Buildings, 2nd ed.; Thomas Telford:London, UK, 2009.
Baker, W.E.; Cox, P.A.; Westine, P.S.;Kulesz, J.J.; Strehlow, R.A. ExplosionHazards and Evaluation; Elsevier Scientific:New York, NY,
USA, 1983
Newmark, N.M.; Hansen, R.J. Design of blastresistant structures. Shock. Vib. Handb. 1961, 3,04014007.
USA Department of Defense (DoD), unifiedfacilities criteria (UFC) 3-340-02: Structures toResist the Effects of Accidental Explosions,2008
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).