10936

Таблица 1 - Наиболее известные реализованные и запланированные к строительству объекты из CLT-панелей в мире и России

Проведём сравнение панелей: от компании «Комплект Панель» SIP – панель (Рисунок 6) и от австрийской компании «KLH» CLT – панель. Таблица 2

Рис. 6 – SIP – панель

300

Таблица 2 – Сравнение SIP и CLT – панелей

301

Выводы: 1. В результате проведённого исследования доказано, что при варьировании характеристик материалов можно достичь необходимых показателей строящейся конструкции.

2.Постепенно здания и сооружения из этих CLT – панелей будут внедряться и в Россию, но, скорее всего, материал будет комбинироваться

сдругими более традиционными.

3.Благодаря панелям СLT, можно забыть о вреде окружающей среды. Можно даже выделить пользу в том, что при вырубке старых деревьев сажают новые, тем самым происходит смена покрова. Плюс смены покрова в том, что молодые растущие деревья выделяют больше кислорода, чем старовозрастные деревья.

Литература

1.Леспроминформ/ Перспективы CLT-панелей на российском рынке/ 2018/ [Интернет - источник]: https://lesprominform.ru/jarticles .html?id=5195

2.KLH Panel Characteristics / KLH Massivholz GmbH / 2012

3.Юминова Мария Олеговна, Крестьянинова Алена Юрьевна. Материалы и конструкции для строительства деревянных зданий / Наука через призму времени.-2017 г.

4.Intercity/ Характеристики SIP – панелей/ 2011-2020 гг./ /[Интернет -

источник]: https://enter-city.ru/products/sip-paneli/tekhnicheskie-kharak Teristiki.html

5.Промстройлес/ Прайс – лист с ценами на продукцию CLT/ 1996 – 2020 гг./ [Интернет - источник]: https://www.pslcomp.ru/clt-tehnologiya-stroitelstva- derevyannyh-domov/prays-s-tsenami-na-clt-paneli

302

6.Complect panel/ СИП – панели/ 2007 – 2020 гг./ [Интернет - источник]: http://www.complect.su/sip-paneli.php Издательский центр РИОР/ CLT –

панели – перспектив.

Е.Н. ОБЛЕТОВ, Н.Ю. ТРЯНИНА, И.А. САМОХВАЛОВ

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

НДС БАШЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ В УСЛОВИЯХ ОТКАЗА ЭЛЕМЕНТОВ ПОЯСА

Предметом исследования является живучесть конкретного башенного сооружения при частичном разрушении элементов пояса.

Свойство живучести не проявляется в нормальных условиях, но им в той или иной степени обладают все системы со сложной структурной организацией. Живучесть позволяет системе сохраняться как целому в экстремальных для нее условиях, влекущих разрушение структуры, нарушение целостности, потерю цели и (или) возможности функционирования.

Для высотных зданий и сооружений в качестве локального разрушения следует рассматривать разрушение (удаление) одного из несущих элементов, в других случаях – согласно задания на проектирование в зависимости от типа сооружения, не менее одного из несущих элементов.

Зона локального разрушения может располагаться в любом месте сооружения и не должна приводить к прогрессирующему обрушению всего сооружения [1].

Для оценки устойчивости зданий и сооружений против прогрессирующего обрушения следует рассматривать наиболее опасные локальные разрушения (в нашем случае это удаление основного несущего элемента – пояса).

Защита сооружения от прогрессирующего обрушения обеспечена, если для любых элементов и их соединений соблюдается условие: ≤ , где – усилия в конструктивных элементах или их соединениях, определяемые расчетом; – несущая способность конструктивных элементов и их соединений.

При удалении из модели элемента происходит перераспределение внутренних усилий в оставшихся в работе элементах конструкции. Увеличение внутренних усилий может привести к разрушению, так как изначально расчет по прочности ведется с минимальным запасом.

303

1) Из конструкции была удалена часть пояса башни (рисунок 1). Затем исследовалась картина распределения усилий в элементах конструкции и картина коэффициентов использования элементов (рисунок 2).

а) б)

Рисунок 1 – Конструкция башни после удаления элемента сжатого пояса: а) в 5-ой секции; б) в 6 секции

Рисунок 2 – Результаты расчета в линейно-статической постановке (коэффициенты использования) разрушение элемента пояса в 5-ой и 6-ой

секции соответственно В данном варианте расчёте не учитывается «эффект воздействия» от

внезапного разрушения этого элемента, что в принципе неверно, т.к. этот эффект есть практически при любом разрушении.

304

2) При квазистатическом методе мгновенное удаление выключаемого элемента моделируется усилиям, определенными в этом элементе при расчете по первичной схеме, прикладываемым во вторичной схеме с обратным знаком [1].

Рисунок 3 – Результаты расчета в квазистатической постановке (коэффициенты использования) разрушение элемента пояса в 5-ой и 6-ой

секции соответственно Очевидно, что количество выбывших элементов при

квазистатической постановке задачи больше, чем при линейно-статической (рисунок 3).

3) Динамический метод заключается в парировании усилия от удаленного элемента обратного знака, которая меняет свое своё значение от нуля до полного значения за некоторый промежуток времени t.

Мгновенное изменение нагрузки возможно описать билинейной зависимостью, в которой значение нагрузки, парирующей реакцию изменяется от нуля до полного значения – этот процесс и называется парированием, за время tотк.

Одной из проблем решения данной задачи, является верное определение времени отказа (tотк).

Метод 1 (по пособию ФАУ ФЦС [2]) - для расчёта времени инициирующего события, необходимо определить 1/10 основного периода собственных колебаний удаляемого элемента, в рассматриваемой схеме. Для этого элемент в составе общей схемы для получения динамических степеней свободы разбивается достаточно подробно и выполняется модальный анализ, находим частоту основного колебания этого элемента, период колебаний.

305

Метод 2 (по рекомендациям американских норм [3]) - tотк≤0,1Т, где Т – период колебаний конструкции без рассматриваемого удаляемого элемента, по форме, напоминающей статическую деформацию системы.

Метод 3 (по справочнику динамического воздействия Коренева и Рабиновича [4]) – проведение аналогии с ударным воздействием, если нельзя достоверно определить время воздействия инициирующего события, но оно достаточно мало, тогда принять в запас жесткости и прочности конструкции, tотк=0,001 сек.

Время отклика инициирующего события было принято по 3 методам и были получены следующие значения:

Метод 1: tотк=0,1978 сек; Метод 2: tотк=0,024 сек; Метод 3: tотк=0,001 сек.

Рисунок 4 – Результаты расчета в квазистатической постановке (коэффициенты использования) разрушение элемента пояса в и 6-ой

секции.

Важно отметить, что продемонстрированы результаты по наихудшему развитию событий (коэффициенты использования металлопроката) из трёх применяемых методов (рисунок 4).

Распределение усилий происходит более обширно при данной постановке задачи. Также выше и количество элементов потерявших несущую способность. Всё этого говорит о том, что лишь анализ динамического поведения конструкции дает возможность получения более широких результатов.

306

Литература

1.Свод правил: СП 385.1325800.2018. Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения. Правила проектирования. Основные положения. - Москва: Минстрой России, 2019 – 27 с.

2.Пособие по проектированию защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения к СП 385.1325800.2018/ ФАУ «Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве» – Москва, 2018. – 158 с.

3.GSA. Progressive Collapse Analysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization – USA, 2003. – 119 с.

4.Справочник по динамике сооружений. Под ред. Б. Г. Коренева, И. М. Рабиновича. - М., Стройиздат, 1972 - 511 с.

Е.Н. ОБЛЕТОВ, Н.Ю. ТРЯНИНА, И.А. САМОХВАЛОВ

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИВУЧЕСТИ БАШЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ОСАДКИ ПОЯСА

Прогрессирующее обрушение зданий и сооружений относится к самым тяжелым чрезвычайным ситуациям, приводящим к тяжелым человеческим жертвам и огромному материальному ущербу.

Объектом исследования является металлическая трёхгранная башня H=40 м с поясами из холодногнутого профиля корыто–образного сечения.

Предметом исследования живучесть конкретного башенного сооружения при возникновении осадки пояса.

Проблема обеспечения защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения является во всем мире весьма актуальной, так как строительный комплекс является одним из самых уязвимых объектов в аварийных ситуациях такого рода, как террористические акты, наезды автотранспорта, дефекты проектирования, возведения или реконструкции.

Одним из методов повышения безопасности эксплуатации объекта может быть обеспечение последнего таким качеством как живучесть.

Живучесть реальных зданий и сооружений напрямую зависит от вида и величин смоделированного повреждающего воздействия и сопутствующих нагрузок, действующих на несущую конструкцию в момент отказа [1].

307

При анализе литературы, возникает вопрос: какое именно аварийное воздействие учесть. Так, например, можно рассчитать сооружение на восприятие взрывной волны, или на столкновение с транспортным средством. Но при этом, нельзя будет утверждать, что сооружение воспримет взрывную волну от взрыва с большим тротиловым эквивалентом, или удар от транспорта, движущегося с большей скоростью. Невозможно запроектировать сооружение, которое будет устойчивым ко всем аварийным воздействиям [2].

Однако, говоря о башенных конструкциях, можно провести статистический анализ обрушений или частичных отказов сооружений. Для подобных не уникальных сооружений, имеющих характерно больше число однотипных элементов и конструкций можно создать единую основу для сбора статистической информации. Опираясь на подобные исследования, можно давать рекомендации по увеличению живучести и повышения работоспособности подобных конструкций [3].

Наиболее часто отказывают в работе элементы пояса башни (стык поясов) и узел опирания пояса на фундамент. Большая частота отказов узла опирания объясняется значительными коррозионными поражениями нижних частей башенных конструкций и большими величинами усилий, воспринимаемых узлом.

Выполнен статический расчёт башни методом конечных элементов (МКЭ) с применением пакета прикладных программ «SCAD Office». В качестве модели башенной конструкции принята пространственная КЭмодель, учитывающая геометрические параметры и характер распределения нагрузок (собственный вес, вес АФУ и кабелей, ветровая нагрузка, гололедная нагрузка) [4].

По результатам статического расчета в программном комплексе «SCAD Office» получены значения отклонения системы в виде перемещений, продольных усилий, коэффициенты запаса прочности и устойчивости элементов системы (рисунок 1).

308

Рисунок 1 – Результаты статического расчета башни в «SCAD Office» (нормальный режим работы): а) вертикальные отклонения от выбранного

РСУ; б) результаты по стали (коэффициенты запаса); в) значения продольных усилий от РСУ, кН

В исследовании приняты два возможных случая осадки:

1.Осадка опорного узла сжатого пояса башни;

2.Осадка опорного узла растянутого пояса башни.

Даем вертикальное перемещение опорного узла сжатого пояса конструкции на 5 мм, 7 мм, 10 мм и т.д. до достижения критических результатов по несущей способности элементов конструкции (рисунок 2).

309