Дмитрий Дробот

Прогрессирующее обрушение и живучесть конструкций

Блог о вопросах прогрессирующего обрушения и живучести конструкций.

Целевая аудитория - начинающие специалисты, магистранты, аспиранты, и все, кому интересна тематика стойкости конструкций к аварийным воздействиям. Если позволит время, попытаюсь сформировать что-то наподобие отдельных глав или параграфов книги. В свое время была такая задумка... Возможно формат инет-блога более подходящий, чем трата времени на бумажную книгу.

Праобраз монографии по ссылке https://dwg.ru/dnl/4438
Главная » Блоги » Прогрессирующее обрушение и живучесть конструкций

Коэффициенты динамичности при расчете на прогрессирующее обрушение. Нелинейные шарниры по нормам США

Добавлено: 28 Мар 2018
Обновлено: 18 Апр 2018

Ключевые слова: прогрессирующее, лавинообразное, цепное, диспропорциональное обрушение, механическая безопасность, динамика прогрессирующего обрушения, динамическое догружение, коэффициенты динамичности перемещения и нагрузки, LIFDIFDAF, влияние времени отказа, энергетический подход, учет физической нелинейности при расчетах на живучесть, SDOF система, нелинейные (упруго-пластические) шарниры, UFC, GSA, нормы США, pulldown, pushdown.

Надеюсь, обзорный реферат будет полезным. Возможно, будут вноситься правки и дополнения. В блоге только первые 5 страниц; публикацию можно скачать целиком, нажав на ССЫЛКУ.

Буду признателен, если кто поделится:

- раритетной статьей: Гвоздев А.А. "К расчету конструкций на действие взрывной волны" // Строительная промышленность. – 1943. – № 1-2. – С. 18-21;

- другими ценными публикациями по вопросу kдин.

 

 

 

 

Комментарии

Комментарии 1-8 из 8
faysst
, 06 апреля 2018 в 18:09
#8
Цитата:
Сообщение #5 от ETCartman
А тут есть принципиальная разница между снипами и AISC. В последнем все узлы нормированы, даже таблицы приводятся для конкретной расстановки болтов и тд. А в снипах - нет, не существует снипов по узлам, только общие рекомендации и формулы по расчету, методическая и учебная литература. Так что тут просто взять и применить (или пере-привязать) что то сложно, экспериментальные методы не универсальны"

Да, так и есть. Но белорусы смогли найти в себе силы, пойдя тернистым путем «заимствования» еврокодов. А наши гордые – мы заимствовать не можем. Но и повторить весь экспериментальный и научный путь, пройденный зарубежными учеными, тоже не можем. Поэтому и обречены на «страдания» со своими невнятными нормами по прогрессирующему.

Цитата:
Сообщение #5 от ETCartman
Кроме пластического есть еще и хрупкое разрушение, в котором энергия заведомо выделяется а не рассеивается"


Американцы для хрупких компонент оставили Кдин=2. А поскольку практически в любой конструкции есть пластичные и хрупкие компоненты, то расчет предусматривается делать два раза - отдельно для пластичных, отдельно для хрупких.
faysst
, 06 апреля 2018 в 18:03
#7
Цитата:
Сообщение #5 от ETCartman
Правило "обратной реакции"... Это хорошо что о нем в нормах упомянули


C одной стороны, что вообще упомянули – хорошо; с другой стороны, плохо, т.к. из использованной "корявой" формулировки, вытекает коэффициент динамичности, равный двум. В нашей экономике и так все далеко от идеала, зато будем перезакладывать на Кдин=2. Скорее всего, опомнимся только, когда нефть станет под 15-30$.

Американцы удивили, о чем и написал в реферате. Крайне быстро, всего через год после защиты диссертации формулы внедрили в нормы. Вот, что значит подход, когда умеют считать деньги.
faysst
, 06 апреля 2018 в 17:48
#6
Цитата:
Сообщение #4 от gnomm
Спасибо, очень интересный, необычный реферат!! ждем примеры.


Вам тоже спасибо! Главное, чтобы польза была. Новые поясняющие примеры будут, но не слишком скоро.
ETCartman
, 06 апреля 2018 в 01:35
#5
Цитата:
Сообщение #3 от faysst

Смотря по каким нормам. По нашим (например, проект СПххх.хххх.2017 «Защита … от прогрессирующего обрушения») – да, по нормам США (UFC/GSA2016) – нет. ые усилия растяжения в колоннах над удаляемой колонной и тд.
.


Правило "обратной реакции", основанное на энергетических соображениях (легко выводится на основе тех же принципов что и базовые теоремы строймеха) конечно дает верхнюю оценку, которая в случае стальных конструкций работает более-менее, в случае жбк дает большой запас. Это хорошо что о нем в нормах упомянули. Но всякого рода коэффициенты и методики построенные на испытаниях верны только для конкретного типа конструкций. А тут есть принципиальная разница между снипами и AISC. В последнем все узлы нормированы, даже таблицы приводятся для конкретной расстановки болтов и тд. А в снипах - нет, не существует снипов по узлам, только общие рекомендации и формулы по расчету, методическая и учебная литература. Так что тут просто взять и применить (или пере-привязать) что то сложно, экспериментальные методы не универсальны. Кроме пластического есть еще и хрупкое разрушение, в котором энергия заведомо выделяется а не рассеивается.
В РФ-овских современных нормах по моему сам подход изначально плох, типа взять и "убрать любой элемент".
gnomm
, 05 апреля 2018 в 20:10
#4
Спасибо, очень интересный, необычный реферат!! ждем примеры.
faysst
, 05 апреля 2018 в 13:04
#3
Цитата:
Сообщение #2 от ETCartman
по нормам при удалении опоры надо приложить реакцию в обратном направлении

Смотря по каким нормам. По нашим (например, проект СПххх.хххх.2017 «Защита … от прогрессирующего обрушения») – да, по нормам США (UFC/GSA2016) – нет. В упомянутый СП заложено использование пулдауна, у американцев – пушдауна; если проще, у нас усилия с обратным знаком, у них – домножение весовых нагрузок в зоне над удаленной колонной. В общем случае такие два подхода дают разный результат. Причем используемый у нас пулдаун кроме достоинств имеет и недостатки (о которых мало сказано в реферате. возможно, потом будет статья): дает завышенные усилия растяжения в колоннах над удаляемой колонной и тд.

Наш СП получился абсолютно сырым и непродуманным. Кдин то равен 1, то равен 2. Равен 1, если пользоваться кинематическим методом. Но вы попробуйте соблюсти требование по обеспечению пластичной работы (этот казус разобран в реферате, при этом даны примеры, что для многих конструкций такое упрощение по допущению абсолютной пластичности крайне небезопасно). Еще разрешили висячую схему работы, к которой надо очень и очень аккуратно подходить... Кдин равен 2, если использовать приложение Б: «…В случае мгновенного удаления выключаемого элемента, усилия, определенные в выключаемом элементе по первичной расчетной схеме, прикладываются во вторичной расчетной схеме с обратным знаком…»... Т.е. совместили абсолютно не сочетаемые вещи.

Более того. По пункту 7.4 и другим допускается пластика: «…В расчетной модели сооружения следует учитывать реальную диаграмму работы материала конструкций и их стыков», но широко известно, что при пластике Кдин уже меньше двух, т.е. одновременно использовать приложение Б с Кдин=2 при допущении пластики – необоснованно удорожать конструкцию.

Цитата:
Сообщение #2 от ETCartman
Всякого рода коэффициенты это нечто посередине между двумя описанными крайносями - абсолютной упругостью и пластичностью.

Да, это так. Но между Кдин=1 и Кдин=2 большая разница в сторону удорожания. Американцы выбрали внедрение формул, т.е. экономию.
Цитата:
Сообщение #2 от ETCartman
Как вариант - считать динамику по МКЭ...

Да, но есть еще энергетический метод, который в качестве первого приближения очень даже подойдет для «обычных» зданий с отсутствием иррегулярностей. Можно пользоваться и квазистатическими методами с формулами, учитывающими пластику и понижающими Кдин.
Цитата:
Сообщение #2 от ETCartman
требуется много данных о запредельном поведении узлов конструкций, которые взять практически неоткуда.

Многие увлекаются 3d расчетами узлов. Даже программы отдельные появляются. Но в таких 3d расчетах узлов немало сомнительных вещей. Американцы пошли путем испытаний, в итоге занормировали диаграммы поведения и предельные углы поворота для многих типов узлов (FEMA, ASCE, UFC, GSA).
ETCartman
, 05 апреля 2018 в 08:03
#2
Обсуждали не так давно эту тему на форуме (делал даже и выкладывал расчеты по удалению опоры). Суть в общем такая: по нормам при удалении опоры надо приложить реакцию в обратном направлении. Полученный результат совершенно точно соответствует моделированию без рассеивания энергии на трение, пластику и тд. Хотя получаются очень большие сечения (в результате динамического отскока). Второй вариант соответствует абсолютно вязкой системе - просто убрать опору и считать без нее без всяких доп. реакций и коэффициентов. Такой вариант примерно изложен в методичке к SCAD и примерно соответствует подходу в некоторых советских нормах по железобетону (где в общем расчет идет в пластической стадии всегда).
Всякого рода коэффициенты это нечто посередине между двумя описанными крайносями - абсолютной упругостью и пластичностью. Получить такие коэффициенты более-менее точно можно только для конструкций заданного вида а не для всех. Как вариант - считать динамику по МКЭ но и в данном случае требуется много данных о запредельном поведении узлов конструкций, которые взять практически неоткуда.
faysst
, 30 марта 2018 в 11:43
#1
Если очень кратко. В 2009г. в нормы США по расчету на прогрессирующее обрушение внедрили формулы коэффициентов динамичности, которые позволяют учитывать пластическую работу. Такое нововведение выражается в величинах коэффициентов динамичности по нагрузке, меньших, чем 2, что значительно экономит расходы на обеспечение стойкости к отказам элементов.

Отсутствие подобных формул в наших нормах часто приводит к огромным перерасходам.
Комментарии могут оставлять только зарегистрированные участники
Авторизоваться