МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ СТАЛЕВИХ ДВОТАВРОВИХ КОЛОН ЗА УМОВ ВИБУХОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ

Abstract

У статті розроблена чисельна комп’ютерна модель напружено-деформованого стану сталевих двотаврових колон за умов вибухового навантаження. Для дослідження викори- стано скінченно-елементний підхід із урахуванням геометричної нелінійності, імпульсного характеру навантаження та впливу осьового стиску. Експериментальні дані польових та лабораторних випробувань стали основою для перевірки достовірності моделі, що доз- волило оцінити точність прогнозування максимальних прогинів, залишкових деформацій та динамічної поведінки колон. Проведено параметризацію вибухового впливу, включаючи масу заряду, відстань до колони та масштабовану відстань, а також визначено харак- теристики матеріалу та геометрію перерізу. Модель враховує частотозалежне дем- пфування за методом Релея та дозволяє відтворювати затухаючі коливання після завер- шення позитивної фази вибуху. Результати чисельного моделювання показали задовільну узгодженість з експериментальними даними: відхилення максимальних переміщень не перевищували 10,5 %. У ході аналізу мозаїк переміщень та часових діаграм підтверджено правильність відтворення динамічної відповіді конструкції та вплив нелінійних ефектів, контактних взаємодій і локальних пластичних деформацій. Запропонований підхід може бути використаний для подальших досліджень поведінки сталевих конструкцій під впли- вом вибухових імпульсів, високих температур та оптимізації конструктивних рішень для підвищення стійкості будівель до навантажень. Отримані результати є базою для роз- робки методик оцінки ризиків руйнування та проєктування захисних елементів у будівлях із сталевим каркасом.