Розрахунок будівлі на вплив дії повітряної ударної хвилі прямим динамічним методом з використанням ПК ЛІРА-САПР

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.147-160

Ключові 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.

Біографії авторів

Марина Ромашкіна, ТОВ «ЛІРА САПР»

науковий співробітник, провідний інженер
к.т.н

Богдан Пісаревський , ТОВ «ЛІРА САПР»

ТОВ «ЛІРА САПР»,
провулок Киянівський, 7-а, Київ, Україна, 04053
Технічний центр НАН України,
вул. Покровська, 13, Київ, Україна, 04070

науковий співробітник, к.т.н

Олексій Журавльов, ТОВ «ЛІРА САПР»

технічний директор ТОВ «ЛІРА-САПР»

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

2024-07-02

Як цитувати

Ромашкіна, М. ., Пісаревський , Б. ., & Журавльов, О. . (2024). Розрахунок будівлі на вплив дії повітряної ударної хвилі прямим динамічним методом з використанням ПК ЛІРА-САПР. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (14), 147–160. https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.147-160