ОЦІНКА НАДІЙНОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ ПІД ВПЛИВОМ ВИБУХОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Abstract

У статті наведено результати комп’ютерного моделювання напружено деформованого стану одноповерхової виробничої будівлі зі сталевим каркасом під дією вибухової ударної хвилі. Об’єктом дослідження є будівля розмірами 60×15 м з висотою 12 м, просторову жорсткість якої забезпечують сталеві колони, ферми покриття та система зв’язків. Розглянуто аварійну ситуацію, зумовлену вибухом тринітротолуолу масою 60 т на відстані 500 м від будівлі. Параметри вибухової ударної хвилі визначено за емпіричними залежностями через наведену відстань, при цьому надмірний тиск на фронті хвилі склав 9,83 МПа. Розрахунок виконано методом комп’ютерного моделювання з урахуванням постійних, кліматичних та особливих навантажень. Вибуховий вплив змодельовано у вигляді статичної та динамічної складових, що дало змогу врахувати інерційні ефекти та вимушені коливання конструкції. Формування розрахункових поєднань здійснено за принципом найбільш несприятливих комбінацій навантажень з подальшою перевіркою елементів за І граничним станом. За результатами розрахунку встановлено, що найбільші осьові зусилля та згинальні моменти зосереджуються в колонах сталевого каркасу; максимальний згинальний момент у колоні становить 17,4 т·м. Ферми покриття, опорні розкоси та елементи решітки працюють переважно на стиск і розтяг без істотної участі згину. Максимальні переміщення конструкції досягли 41,8 мм уздовж поздовжньої осі та 12,2 мм у вертикальному напрямку. Перевірка за І групою граничних станів показала, що колони не забезпечують нормативну міцність, тоді як інші елементи конструкції відповідають вимогам. Отримані результати дозволяють локалізувати слабкі елементи будівлі та обґрунтувати необхідність їх посилення для підвищення стійкості виробничих об’єктів до вибухових впливів в умовах воєнного стану.