Progresīvais sabrukums: normas, aprēķins un ieteikumi

2024 Autors: Angel Austin | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 05:35

Progresīvo sabrukumu tēma šodien ir aktuāla un pieminēta. Līdz šim cilvēkus šausminājusi plaši pazīstamā šāda veida katastrofa, kas notika 2011. gada 11. septembrī Ņujorkā. Miljoniem cilvēku video skatījās šos traģiskos notikumus, kas prasīja 2977 cilvēku dzīvības.

Pulksten 8 stundas 46 minūtes 40 sekundes virzienā no ziemeļiem starp Pasaules tirdzniecības centra Ziemeļu torņa 93. un 95. stāvu avarēja teroristu vadīta lidmašīna Boeing 767 (11. reiss). 09:30:11 starp 78. un 85. stāvu no dienvidiem Pasaules Tirdzniecības centra Dienvidu tornim caurdurās lidmašīna Boeing 767 (175. reiss) ar ātrumu 959 km/h.

Pasaules tirdzniecības centra Dienvidu torņa progresīvais sabrukums (PO) notika 55 minūtes un 51 sekundi vēlāk, pulksten 9 stundās 58 minūtēs, bet Ziemeļu torņa - pēc 1 stundas 41 minūtes 51 sekundes, pulksten 10 stundās 28 minūtes. Abos debesskrāpjos tika iznīcināti grīdas griestus noturošie konstrukcijas elementi, trieciena zonas grīdas kopnes.

Diemžēl lielākā daļa PO notiek tāpēc, kaneatbilstoša ēkas uzturēšanas kontrole. Pateicoties presei, uzzinām par dzīvojamo māju ieeju sabrukšanas faktiem, kas diemžēl ir visizplatītākie.

Ņemiet vērā, ka Amerikas piemērā iznīcināšana notika ārkārtēja notikuma dēļ, un dvīņu torņu dizains atbilda tehniskajām prasībām. Attiecīgi ne būvniekiem, ne projektētājiem nebija iespējas paredzēt šāda veida mērķtiecīgu ietekmi, kas izraisīja lokālu iznīcināšanu, izraisot kritisku ķēdes iznīcināšanu un līdz ar to ēku sabrukšanu. Tomēr saskaņā ar statistiku vairumā gadījumu programmatūra rodas tādu faktoru ietekmē, kurus var aprēķināt. Turklāt zinātnieki un inženieri ir izstrādājuši efektīvas metodes tādu ēku struktūras aprēķināšanai, kuras ir mazāk pakļautas šādiem kritiskiem bojājumiem.

Progresīvās sabrukšanas kategorijas vēsture

Pats termins parādījās 1968. gadā pēc būvniecības komisijas darba, kas pētīja 22 stāvu Londonas ēkas "Ronan Point" pilnīgu iznīcināšanu sadzīves gāzes sprādzienā. Britu dizaineri uztvēra šo traģēdiju kā izaicinājumu savai profesionalitātei. Traģēdijas mērogs, kas miera laikā izraisīja desmitiem civiliedzīvotāju upuru, izraisīja rezonansi sabiedrībā. 1970. gada inženierizpētes rezultātā parlamenta izskatīšanai tika ierosināti grozījumi likumdošanā - jauns būvnormatīvu izdevums. Izmaiņas tika veiktas, pamatojoties uz negadījuma proporcionalitātes principu vietējai ietekmei, kas izraisīja sabrukumus.

Par to ir atbildīgi dizaineritika attiecināts uz progresīvā sabrukuma aprēķinu. Tā nepieciešamību kopš 1970. gada regulēja likums un attiecīgi kopš tā laika Lielbritānijā tas ir strikti ieviests. Līdz ar to normatīvi tika noteikts:

1. Pat projektēšanas stadijā ir jāapsver bīstamas vietējas iznīcināšanas iespēja.
2. Cik vien iespējams tiek samazināts šarnīrveida savienojumu skaits un palielināta konstrukcijas nepārtrauktības pakāpe.
3. Izvēlēti būvmateriāli ar plastisko deformāciju.
4. Konstrukcijā ir iekļauti elementi, kas nav nestoši normālas darbības laikā, bet lokālas iznīcināšanas gadījumā, veicot (pilnībā vai daļēji) nesošās funkcijas.

Ēku aizsardzība pret progresīvu sabrukšanu tiek veikta kompleksi, ņemot vērā visus šos faktorus. Pirms gada tika izstrādāts Krievijas noteikumu kopums, kas regulē ēku un būvju ilgizturības nosacījumu ievērošanu to projektēšanas, rekonstrukcijas un kapitālremonta stadijā.

Problēmas atbilstība. Iemesli

Kā liecina programmatūras statistika, šāda globāla iznīcināšana notiek korozijas, spēka vai deformācijas ietekmes dēļ. Šādu cilvēku radītu notikumu iespējas var būt:

1. Gruntsūdeņu applūšana.
2. Pamatu erozija ūdensvadu avāriju dēļ.
3. Struktūras elementu iznīcināšana to pārslodzes vai sprādziena, sadursmes dēļ.
4. Materiālu struktūras pavājināšanās korozijas dēļ.
5. Kļūdas projektā, aprēķinot stiprinājumus un nesošos elementus.
6. Sprādziensgāze aizdedzies.

Progresējoša atteice bieži rodas trauslu lūzumu dēļ, palielinoties mikroplaisu skaitam. Acīmredzot pirmais šādas iznīcināšanas gadījums, kas notika mūsu ēras 23. gadā. e. ar Senās Romas vēsturnieka Kornēlija Tacita aprakstīto Fidenas pilsētas amfiteātri. PO, kas radās gladiatoru būvju dienā pārpildītā ēkā, saskaņā ar šī hronista liecībām, paņēma tik daudz dzīvību, cik karš. Mēs runājam par vairākiem desmitiem tūkstošu cilvēku.

Ņemsim vēlāku vēsturisku piemēru. Progresīvs sabrukums, palielinoties mikroplaisu skaitam, 1786. gadā izraisīja arkas tilta sabrukumu pār Vai upi (Lielbritānija, Herefordšīra). Cits arku tilts ar nosaukumu Lsen-Beneze pāri Ronas upei (Francija), kas celts 12. gadsimtā, tik bieži sabruka apkārtējās vides nelabvēlīgās ietekmes un iekšējās degradācijas dēļ tik bieži, ka 17. gadsimtā to pārtrauca atjaunot (atšķiras tilta laidumi sabruka 1 reizi - 1603. gadā, 3 reizes - 1605. gadā, 1 reizi - 1633. gadā un 1669. gadā - beidzot).

Jāatzīmē, ka mūsdienu pilsētplānošanas tehnoloģijas diemžēl nav deaktivizējušas ēku un būvju progresīvo sabrukšanu. Skumja statistika turpinās 21. gadsimtā:

1. 1999-08-09 - teroristu uzbrukums - 350 kg trotila sprādziens, kas nogāza divas ieejas deviņstāvu ēkā uz ielas. Gurjanovs (Maskava) un izraisīja 106 cilvēku nāvi.
2. 2002-02-07 - sadzīves gāzes sprādziens arepicentrs 7. stāvā deviņstāvu ēkai Dvinskaja ielā (Sanktpēterburga), kas izraisīja divu cilvēku nāvi.
3. 14.02.2004 - Transvāla parka jumta iebrukums aptuveni 5 tūkstošu m2 platībā2, kā rezultātā gāja bojā 28 cilvēki.
4. 2007-13-10 - sadzīves gāzes sprādziens mājā uz ielas. Mandrykovskaya (Dņepropetrovska) iznīcināja dzīvojamās ēkas trešo ieeju un izraisīja 23 cilvēku nāvi.
5. 27.02.2012 - Pašnāvnieka izraisīts gāzes sprādziens sagruva ieeju mājā N. Ostrovska ielā, bojā gāja desmit cilvēki.
6. 20.12.2015 - gāzes sprādziens mājā uz ielas. Kosmonauti (Volgograda), iznīcināti 3 dzīvokļi, viens cilvēks gāja bojā.

Noteikumi

Pirms apsvērt problēmu, loģiski būtu iepazīties ar normatīvajiem dokumentiem, kas to aplūko un organizēt atbilstošu profilaksi. Ēku un būvju aizsardzību pret progresīvu sabrukšanu Krievijas Federācijā regulē normatīvie dokumenti, kuru saraksts ir parādīts zemāk:

1. Dzīvojamo ēku projektēšanas rokasgrāmata. Izdevums. 3. Dzīvojamo ēku konstrukcijas (uz SNiP 2.08.01-85). - TsNIIEP korpuss. - M. -1986.

2. GOST 27751-88 Ēku konstrukciju un pamatu uzticamība. Aprēķinu pamatnoteikumi. - 1988. g.

3. GOST 27.002-89 “Drošība inženierzinātnēs. Pamatjēdzieni. Noteikumi un definīcijas". - 1989. g.

4. Ieteikumi lielpaneļu ēku progresīvas sabrukšanas novēršanai. - M.: GUP NIATs. - 1999. g.

5. MGSN 3.01-01 "Dzīvojamās ēkas", - 2001, 3.3., 3.6. punkts,3.24.

6. NP-031-01 Seismiski izturīgu atomelektrostaciju projektēšanas kodekss, 2001. g.

7. Ieteikumi dzīvojamo karkasa ēku aizsardzībai avārijas situācijās. - M.: GUP NIATs. - 2002. gads

8. Ieteikumi ēku ar nesošajām ķieģeļu sienām aizsardzībai avārijas situācijās. - M.: GUP NIATs. - 2002. gads

9. Rekomendācijas monolītu dzīvojamo ēku aizsardzībai no progresīvas sabrukšanas. - M.: GUP NIATs. - 2005. gads

10. MGSN 4.19-05 Daudzfunkcionālas daudzstāvu ēkas un kompleksi. - 2005. gada 6.25., 14.28. punkts, 6.1.pielikums.

Pēdējā laikā jaunākajos vietējos normatīvajos avotos ir atrasts pilnīgāks programmatūras problēmas pārklājums. Jebkurā būvniecības dokumentācijā ēkām ar normālu un paaugstinātu atbildības līmeni obligāti ir jāņem vērā noteikumu kopuma (SP) 385.1325800.2018 prasības, kas regulē ēku aizsardzību pret progresīvu iznīcināšanu.

Ēku programmatūra un nestspēja

Atbilstoši šo noteikumu 4.1.punktam pasūtītājam ir tiesības sākotnēji prasīt būvējamās ēkas (būves) projektā iekļaut papildu elementus, kas palielina konstrukcijas nestspēju.

Tas pats kopuzņēmums "Aprēķins progresīvai sabrukšanai" vispilnīgāk piedāvā divas iespējas, kā izstrādāt aizsardzību pret programmatūru kapitālremonta laikā. Pirmais - paaugstinātas atbildības līmeņa ēku un būvju kapitālremonta gadījumā un otrais - tiem pašiem normāla atbildības līmeņa objektiem. Pirmajā gadījumā nestspēja palielinās par koeficientuotrais.

Galvenais nosacījums programmatūras aizsardzības prasību izpildei ir atbilstība nosacījumam par konstrukcijas elementu un to savienojumu nestspējas pārsniegšanu pār spēkiem, kas izraisa lokālus sabrukumus šajos konstrukcijas elementos un savienojumos. Ja kāds dizains neatbilst šai prasībai, tas ir vai nu jāpastiprina, vai jānomaina.

Ja runājam par ēku (būvju) rekonstrukciju, tad vispirms tām ir jāveic tehniskā apskate saskaņā ar GOST 31937 un tikai tad pati rekonstrukcija tiek veikta kopumā vai paplašināšanas robežās. locītavas (atkarībā no izvēlētās rekonstrukcijas stratēģijas).

Vietējās iznīcināšanas sektors

Diagnosticējot ēku noturību saistībā ar programmatūru, plānotāji projektēšanas stadijā detalizēti norāda tās iespējamos avotus – lokālas iznīcināšanas vietas. Katru šādu iznīcināšanu viņi aplūko atsevišķi un telpiski. Proti, mūsu aplūkotais progresīvas sabrukšanas aprēķins sākas ar vietējo iznīcināšanas sektoru prognozi nesošo konstrukciju projektēšanā:

• ēkām un būvēm līdz 75 m augstām, tās ir ierobežotas līdz aplim, kura diametrs ir vismaz 6 m;
• ēkām un būvēm no 75 m līdz 200 m augstumā - aplis ar diametru vismaz 10 m;
• ēkām un būvēm, kuru augstums pārsniedz 200 m - aplis ar diametru vismaz 11,5 m.

Daudzstāvu, liela laiduma ēkām lokālie bojājumi tiek uzskatīti par jebkuru nesošo konstrukciju bojājumu. Šajā gadījumā lokālās iznīcināšanas zonai jābūt lokalizētai pēc struktūras un nekādā gadījumā tai nevajadzētu attīstīties par programmatūru.

SP "Ēku aizsardzība pret progresīvu sabrukšanu" paredz preventīvus pasākumus, lai novērstu šāda veida globālu iznīcināšanu:

• ņemot vērā maksimālo iespējamo vietējo iznīcināšanas gadījumu skaitu;
• plastiskai deformācijai pakļautu materiālu un konstrukciju izmantošana
• būves statiskās nenoteiktības (SN) palielināšana (tās neskrapuma līmeņa paaugstināšana, eņģes elementu skaita samazināšana).

Piespiedu kārtā izmantojot īpašu terminu, paskaidrosim to. SN-sistēmas - komplekss, kas raksturo ēkas konstrukcijas un tai pielikto spēku mijiedarbību. Citiem vārdiem sakot, SN sistēmās, atšķirībā no statiski noteiktām, spēku sadalījums ir atkarīgs ne tikai no ārējiem spēkiem, kas iedarbojas uz ēkām (konstrukcijām), bet arī no šo spēku sadalījuma uz konstrukcijas elementiem, kas, savukārt, raksturo elastības moduļi.

Tieši funkcionējošie nesošie konstrukcijas elementi (tā sauktie savienojumi) lokālas ietekmes ietekmē novērš integrālas statiski nenoteiktas sistēmas pārvēršanos ģeometriski maināmā (pēdējā nozīmē programmatūras iespēju). Tādējādi tieši obligācijas padara progresīvu sabrukumu neiespējamu. Būvnormatīvi - tas ir jāņem vērā un jāregulē programmatūras novēršana.

Īsumā par normatīvo dokumentāciju

Jūs acīmredzot domājat, kuraprogrammatūras reglamentējošā dokumentācija ir vismodernākā pasaulē. Jāatzīst, ka, neskatoties uz pēdējo gadu iekšzemes notikumiem, programmatūras pretdarbības apsvērumi mūsdienās ir visdetalizētāk (atbilstība - 2016) Amerikas standartos UFC 4-023-03 un GSA.

Fakts ir tāds, ka tajos ir ņemti vērā jaunākie būvmateriāli, kā arī dažādi ēku projekti. Tajā pašā laikā Krievijas kolekcija E TKP 45-3.02-108-2008 tika sastādīta, pamatojoties uz 2000. gados rakstītiem ieteikumiem par dzelzsbetona konstrukcijām.

Ņemiet vērā skaidru progresu Krievijas normatīvās dokumentācijas jomā pēdējos gados un acīmredzamos centienus racionalizēt esošos atšķirīgos un daudzos normu avotus. Tomēr būs godīgi teikt par trūkumiem. Paņemiet vismaz normatīvo dokumentāciju. Eksperti atzīmē, ka mūsdienās dažādi vietējās normatīvās dokumentācijas avoti bieži ir pretrunīgi un satur arī nepilnības. Šeit ir tikai daži piemēri:

1. GOST 27751-88 1.10. punktā “Noteikumi” ir “jebkura konstrukcijas elementa” līmenī. (Atļaujiet, mums ir jābūt konkrētiem, jo mēs runājam par cilvēku dzīvībām!)
2. STO 36554501-024-2010 "Liela laiduma konstrukciju drošības nodrošināšana…" (D.3. punktā ir kļūdaini norādīts, ka programmatūras aprēķina izvēle būtu jānosaka pēc īpašiem tehniskiem nosacījumiem. Tāda loģika ir absurds).
3. SNiP 31-06-2009 "Sabiedriskās ēkas un būves" 5.40. punktā minēts, ka projektēšanā "jāņem vērā projektēšanas situācijasteroristiska rakstura." (Bet tas ir strupceļš. Pieņemsim, ka projektētāji pārbauda lokālu kolonnas iznīcināšanu vienā stāvā, bet teroristi zem divām kolonnām nolika sprāgstvielas. Tajā pašā vietā - 9.8. punkts - atkal regulējums iet līmenī "jebkura konstrukcija elements.)
4. STO-008-02495342-2009 “Dzelzsbetona būvju programmatūras novēršana”. (Dokuments tiek kritizēts. Principā netiek ņemta vērā ne programmatūras dinamika, ne plastiskās deformācijas.)

Acīmredzot šo sarakstu var turpināt. Būvniecības nozares progress, kas pēdējos gados ir būtiski paātrinājies, ir novedis pie lielākās daļas esošo programmatūras jomu regulējošo normatīvo dokumentu novecošanas. Acīmredzot progresīva sabrukuma efektīvai novēršanai drīz būs jāpielāgojas jau vispārinātās ārvalstu pieredzes iekšzemes realitātēm. Tas attiecas uz ASV standartiem UFC 4-023-03 un GSA, kas satur nevis neskaidras, bet ļoti skaidri formulētas prasības noteikta veida ēku konstrukcijām un materiāliem.

Diemžēl daudzi pašmāju eksperti uzskata kopuzņēmumu “Ēku aizsardzība no programmatūras…”, kopuzņēmumu “Ēkas un būves. Īpaša ietekme).

Daudzstāvu programmatūras ieteikumu funkcijas

Jo īpaši tas regulē mūsu apsvērto daudzstāvu ēku pakāpenisku sabrukumu. Daudzstāvu ēku programmatūras aprēķina īpatnību nosaka plašāks solis sienu vai kolonnu izvietojumā. Tajā pašā laikā vispārējā konstrukcija avārijas trieciena gadījumā pieļauj lokālu nesošo elementu sabrukšanu, bet tikai vienā stāvā,bez turpmākas šīs iznīcināšanas ķēdes turpinājuma. Noteikumu krājumā apkopoti ieteikumi attiecībā uz jaunu projektēšanu un būvniecību, kā arī jau uzbūvētu augstceltņu un būvju pārbaudi un rekonstrukciju. (Atsauces nolūkā augstuma kritērijs ir augstums, kas pārsniedz 75 m, kas ir līdzvērtīgs 25 stāvu ēkai.)

Aprēķins pēc robežlīdzsvara metodes

Daudzstāvu ēkas projekts aprēķināts, balstoties uz pieņēmumu, ka vietējās iznīcināšanas ietekmē tā tiek pārveidota par stāvokli, ko nosacīti sauc par "pirmās grupas robežstāvokļiem". Paskaidrosim šo terminu. Par ierobežojošo stāvokli sauc tādu struktūras stāvokli, kad tā pārstāj pretoties iznīcināšanai vai tiek bojāta (tiek deformēta). Kopumā izšķir divas robežstāvokļu grupas. Pirmo nosacīti sauc par pilnīgas darbības nepiemērotības stāvokli. Otro sauc par bojājuma stāvokli, kas pieļauj daļēju izmantošanu.

Tehniski aprēķins tiek veikts, modelējot augstceltņu konstrukcijas nelineāros stinguma raksturlielumus ar diferenciālvienādojumu sistēmu. Daudzstāvu ēkas aprēķins balstās uz telpiskā modeļa uzbūvi, kurā ņemti vērā nenesošie elementi, bet kas spēj uzņemties spēku pārdali vietējās ietekmēs. Šajā gadījumā tiek ņemtas vērā lūzuma vietai blakus esošo konstrukcijas elementu stingrības īpašības. Pats aprēķina modelis tiek aprēķināts daudzas reizes, katru reizi ņemot vērā konkrētuvietēja iznīcināšana. Šī metode ļauj sasniegt visuzticamākos rezultātus. Tajā pašā laikā topošajā modelī tiek ņemts vērā lieko materiālu izmaksu samazināšanas faktors.

Kā tiek analizēts telpiskais modelis? No vienas puses, spēki konstrukcijas elementos tiek pielīdzināti maksimālajam iespējamajam, ko tie var uzturēt. Tiek uzskatīts, ka augstceltņu pakāpeniska sabrukšana kļūst neiespējama, ja spēki ir mazāki par konstrukcijas nestspēju. Ja izturības prasības nav izpildītas, tad ēkas nestspēja jāpastiprina ar papildus vai pastiprinātiem nesošajiem elementiem.

Galējie spēki elementos tiek noteikti dažādi: piepūles ilgtermiņa daļai un īstermiņa daļai.

Kinemātiskā metode

Ja augstceltnes konstrukcija ir plastiski deformēta, tad programmatūras aprēķinam aktuāla kļūst kinemātiskā metode. Šajā gadījumā ēkas aprēķins tiek veikts šādi:

1. Tiek izskatīti iespējami iespējamie programmatūras varianti, un tiem tiek noteikts iznīcināmo saišu kopums, kā arī aprēķināti iespējamie pārvietojumi izveidotajās plastmasas eņģēs. (Plastmasas eņģe ir sijas vai cita konstrukcijas elementa daļa, kurā spēku ietekmē notiek plastiskā deformācija.)
2. Aprēķinos par progresīvu sabrukumu ir ņemti vērā galīgie spēki, ko var izturēt jebkurš konstrukcijas elements, tostarp plastmasas eņģes.
3. Rezultātā - iekšējie spēki, ko nosaka spēkskonstrukcijām jāpārsniedz ārējās slodzes. Šāda pārbaude tiek veikta gan vienā stāvā, gan visā konstrukcijā. Pēdējā gadījumā tiek izmeklēta iespēja vienlaicīgai grīdu sabrukšanai.

Ja materiāls, no kura izgatavots konstrukcijas elements, nav spējīgs plastiski deformēties, tad šis elements vienkārši netiek ņemts vērā aprēķinos.

Pētījums par iespējamo programmatūras izstrādi pēc vietējās iznīcināšanas

Pakāpeniskas sabrukšanas vadlīnijas iesaka dizaineriem izpētīt četrus tipiskus programmatūras izstrādes scenārijus:

1. Vienlaikus visas vertikālās konstrukcijas, kas atrodas virs vietējās iznīcināšanas, tiek nobīdītas uz leju.
2. Vienlaicīga visu konstrukcijas daļu rotācija ap savu asi, kas atrodas līmeņos virs vietējās iznīcināšanas. Tiek apsvērta saišu iznīcināšana, jo kompleksā tiek nobīdītas pārklāšanās un vertikālās saites.
3. Tika izsista vertikāla konstrukcija, un virs tās daļēji sabruka griesti.
4. Tikai tās konstrukcijas, kas atrodas virs augšējā stāva, ir pārvietotas.

SP "Progresīvā sabrukšanas aizsardzība" galvenokārt nodrošina šo četru scenāriju attīstības novēršanu.

Modulārās ēkas programmatūras ieteikumi

Tilpuma bloku (modulārās) konstrukcijas gadījumā ievērojama daļa procesu tiek veikta rūpnīcā. Uzstādīšanu atvieglo arī tas, ka blokiem ir noteikts tilpums. Tāpēc moduļi, kas veido struktūru, acīmredzami ir izgatavoti no materiāliem, kas nav īpaši jutīgi pret iznīcināšanu. Materiālu koroziju novērš to daudzslāņu pārklājums ar īpašiem aizsargājošiem sastāviem, cinkota tērauda izmantošana.

Kopuzņēmumā, kuru apsveram, bloku moduļu ēku pakāpeniskajam sabrukumam ir savas īpatnības. Šāda veida ēkām uzmanība tiek pievērsta tādiem konstrukcijas elementiem kā bloku krustojumi, kas tiek uzskatīti par blakus blokiem. Kontroles kritērijs ir šo mezglu nestspēja, pateicoties kam ēka kopumā pretojas vietējai iznīcināšanai un tās nestspējas dēļ iztur uz tiem attiecināmos spēkus.

Bloku konstrukciju ēku progresējoša sabrukšana var notikt arī lokālu bojājumu dēļ blokam, kas veic nesošās funkcijas. Lai tam pretotos, svarīga ir turpmāka kompensācija par spēku pārdali no iznīcinātā bloka uz blakus blokiem. Šo lietu stāvokli vajadzētu veicināt, no vienas puses, ievērojamai nestspējai un spējai plastiski deformēties mezglu starpsavienojumos, no vienas puses, un kvalitatīvai rūpnīcas uzstādīšanai ar armatūru pastiprinātiem blokiem, no otras puses.

Ēkas aprēķins progresīvai sabrukšanai tiek veikts ar robežlīdzsvara metodi, kā arī ar galīgo elementu metodi. Tā kā robežlīdzsvara metodi mēs aplūkojām iepriekš, sīkāk aprakstīsim otro metodi.

Galīgo elementu metodi plaši izmanto cieto elementu mehānikā, lai aprēķinātu deformācijas. Tās būtība ir diferenciālvienādojumu sistēmas risināšanā. Pēc tam risinājuma laukums (atkarībā nodažādi koeficienti) ir sadalīts vairākos segmentos, no kuriem katrs tiek pārbaudīts, lai nodrošinātu optimālu.

Pamatojoties uz izvēlētajiem koeficientiem mainīgiem diferenciālvienādojumiem, tiek noteikti optimālie gultņa elementi.

Ieteikumi Solid Building programmatūrai

Aprēķins par monolītu ēku progresīvu sabrukšanu izriet arī no tā, ka vertikālo nesošo konstrukciju lokālai iznīcināšanai, ja tā notiek, nevajadzētu pārsniegt vienu stāvu. Par šādu lokālu iznīcināšanu tiek uzskatīts divu krustojošu sienu integritātes pārkāpums (no stūra līdz tuvākajai atvērumam), atsevišķu kolonnu, pārmaiņus kolonnas ar pieguļošām sienu sekcijām.

Ieteikumi aizsardzībai pret progresīvu sabrukumu paredz apsvērt telpisko modeli, kas papildus gultnim ietver citus elementus, kas var pārdalīt gultņa funkcijas.

Modelēšanā tiek ņemts vērā:

• nesošo elementu monolītais savienojums (ārsienas un iekšsienas, kolonnas, ventilācijas šahtas, kāpņu telpas, pilastri);
• grīdas noklājošas monolītās dzelzsbetona lentes, kas ir pārsedzes, kas atrodas virs logiem.;
• monolītā dzelzsbetona parapeti, kas savienoti ar grīdām;
• elementi, kas savienoti ar kolonnām: dzelzsbetona sijas, kāpņu telpu margas, sienas;
• atveres sienās, kuru augstums nepārsniedz grīdu.

Turklāt monolītai ēkai ir jāievēro projektēšanas vērtības:

• pretestībabetona aksiālā saspiešana:
• betona izturība pret aksiālo spriegumu;
• gareniskās stiegrojuma noturība pret aksiālo saspiešanu;
• garenvirziena stiegrojuma noturība pret spriedzi;

Dizaina prasības

Ēku un būvju aizsardzība pret progresīvu sabrukšanu balstās uz dažādu lokālu postījumu ietekmes uz ēkas (būves) kopējo struktūru attīstības dinamikas nodrošināšanu. Šobrīd īpaši aktīvi tiek pētīta dažādas ģeometrijas liela laiduma augstceltņu karkasu programmatūra gan to projektēšanas stadijā, gan restaurācijas laikā pēc lokālu bojājumu gūšanas. Tiek izstrādātas ieteikumu un noteikumu kolekcijas, tiek apstiprināti saistošie standarti.

Jāpiemin, ka kopuzņēmumu “Aizsardzība pret progresējošu sabrukumu”, ko vairākkārt minējām kā normatīvu noteikumu kopumu, kopīgi sastādīja Pētniecības institūts centrs “Būvniecība” un Federālais dienvidrietumu štats. Universitāte, ņemot vērā federālos likumus Nr.184-FZ un Nr.384-FZ, kas šajā gadījumā regulē tehniskos noteikumus un drošības pasākumus. Tas ir pielāgots regulējumam:

• normāla atbildības līmeņa un paaugstināta līmeņa ēku (būvju) celtniecība;
• normāla atbildības līmeņa un paaugstināta līmeņa ēku (būvju) rekonstrukcija;
• ēku (būvju) kapitālais remonts ar augstu atbildības līmeni.

Apskatāmais kopuzņēmums regulē:

• lietotie būvmateriāli un to īpašības;
• iespējamās slodzes un to ietekme uzēkas (būves);
• aprēķinu modeļu raksturojums;
• Iznīcinoši pretprogrammatūras pasākumi.

Datora aprēķinu iespējas

Kā jau vairākkārt minējām, aizsardzība pret progresīvu sabrukumu ietver datormodelēšanu, izmantojot galīgo elementu un limita līdzsvara metodes. Ir noderīgi zināt, ka specializētās programmatūras pakotnes STADIO, ANSYS, SCAD, Nastran darbojas kā rīks modelēšanai ar robežstāvokļa metodi. Šajā gadījumā tiek izveidots pilnvērtīgs modelis, jo, pateicoties minētajai metodei, tiek panākta gandrīz pilnīga modeļa atbilstība ēkas reakcijas dinamikai uz lokāliem bojājumiem.

Kinemātiskajā metodē tiek izmantotas tās pašas programmas, taču tā ir mazāk formalizēta un prasa izpildītājam izveidot personisku aprēķina metodi.

Kinemātisko aprēķinu rezultātā:

• definēt struktūras elementus, kas zaudē savu integritāti;
• paši strukturālie elementi ir apvienoti līdzvērtīgās grupās;
• aprēķina katrai grupai būvdarbu apjomu;
• noteikt bīstamākās vietējas iznīcināšanas vietas, kas var izraisīt programmatūru;
• paredzama iznīcināšana, kas ļauj laikus plānot restaurācijas darbus.

Secinājums

Mūsu laiks izceļas ar to, ka arvien vairāk parādās daudzstāvu dzīvojamo un biroju ēku. Pēdējos gados ir palielinājusies sabiedrības interese par uzticamības uzlabošanas problēmām.rūpnieciskās un dzīvojamās ēkas. Jo īpaši ne pēdējo vietu ieņem jautājums: "Kā var vislabāk novērst progresējošu sabrukumu?" Un tas nav nejauši, jo šādi negadījumi nes vislielākos materiālos zaudējumus un rada dziļas negatīvas sociālās sekas. Galu galā šādi negadījumi var prasīt simtiem un pat tūkstošiem dzīvību.

Notiek pētījumi trīs virzienos:

• ideālu savienojumu izveide starp konstrukcijas elementiem;
• strukturālo elementu izveide maksimālai uzticamībai;
• optimāli obstruktīvs ēku (konstrukciju) kopējais dizains.

Dizaina biroji, speciālās būvniecības un izpētes kompānijas nepārvērš savus pētījumus zinātībā, pēdējā tiek publicēta un apkopota. Un tas ir saprotams, jo programmatūras problēma ir ne tikai konstruktīva, bet arī sociāli nozīmīga. Tomēr noteikumi vēl ir jāuzlabo. Turklāt speciālistu atšķirīgā pieredze iespējamās programmatūras diagnostikas jomā vispirms ir jāstandartizē un jāatjaunina, un pēc tam jāpārvērš praktiskā profilaktiskā diagnostikā, kas tiek veikta plānveidīgi, regulāri un nekomerciāli.

Acīmredzot šobrīd programmatūras aprēķiniem ir jākļūst pieejamākam un ērtākam procedūrā dzīvojamo un industriālo īpašumu īpašniekiem. Galu galā pastāv dzīvojamā fonda novecošanas problēma, un šādos negadījumos mēs runājam par cilvēku dzīvībām.

Labāk izveidota programmatūras priekšapmaksas sistēma, ja tā ir juridiski pamatota un reāli uzsākta, kļūtu par efektīvu līdzekli jaunu traģēdiju novēršanai.

Iespējams, savlaicīga profilakse var novērst tādu programmatūru kā dzīvojamās ēkas ieejas sabrukšana 2018. gada 31. decembrī Magņitogorskā, kurā gāja bojā 39 cilvēki. Normatīvi ir nepieciešams izveidot situāciju sarakstu, kad ne tikai obligāti, bet arī steidzami jāveic aprēķins progresējošam sabrukumam. Īpaši steidzama šāda aprēķina nepieciešamība ir tad, kad dzīvokļa īpašnieks nolemj veikt pārbūvi, bieži vien nenojaušot, ka tas ietekmē nesošos konstrukcijas elementus. Tieši šis nekontrolētais pārkāpums izraisīja iepriekš minēto programmatūru.