Розрахунок багатоповерхової житлової будівлі на впливи вибухового руйнування

Abstract

Будівництво багатоповерхових житлових будівель є складним та відповідальним процесом, оскільки забезпечення безпеки людей є пріоритетним завданням на всіх етапах проєктування, зведення та експлуатації споруд. Особливої актуальності питання надійності та безпеки будівель набувають за умов можливого виникнення наднормативних аварійних впливів, зокрема вибухових навантажень, які можуть призводити до значних локальних пошкоджень несучих конструкцій.. Монолітне будівництво, як сучасна технологія зведення будівель будь-якої поверховості, отримало широке та стабільне застосування у практиці сучасного будівництва завдяки високій міцності, просторовій жорсткості та довговічності конструкцій. Протягом останніх десятиліть у будівництві особливо широке поширення отримала каркасно-монолітна технологія зведення будівель. Ця технологія будівництва залізобетонних конструкцій дозволяє зводити будівлі будь-якої поверховості та форми, що робить її однією з найбільш затребуваних на ринку будівництва. Крім того, застосування монолітно-цегляної технології дозволяє Основним принципом монолітно-каркасного будівництва є передача вертикальних і горизонтальних навантажень через залізобетонні перекриття та вертикальні несучі елементи (колони або стіни) на суцільний монолітний фундамент. Така конструктивна схема формує жорсткий і просторово стійкий каркас, який здатний ефективно сприймати як експлуатаційні, так і надзвичайні впливи. При цьому ненесучі перегородки не беруть участі у сприйнятті навантажень, що забезпечує гнучкість планувальних рішень. Переваги монолітних багатоповерхових будівель: - монолітні конструкції вирізняються значною довговічністю та тривалим терміном служби. Технологія влаштування монолітного залізобетонного фундаменту забезпечує відсутність тріщин і руйнувань навіть за умов нерівномірних осідань будівлі та значних динамічниї впливів, а також високу сейсмостійкість споруд; - покращені тепло- та звукоізоляційні характеристики будівлі завдяки суцільності монолітної конструкції, що не містить швів, порожнин і стиків; - практично необмежені можливості формування вільних планувальних рішень і створення оригінальних архітектурних форм; - можливість виконання якісного та сучасного оздоблення завдяки рівним поверхням стін і перекриттів, що не потребують додаткових витрат на вирівнювання; - високі темпи зведення монолітних багатоповерхових будівель, які дозволяють здійснювати будівництво у стислі терміни. Разом із тим, незважаючи на високу надійність і експлуатаційну стійкість монолітних залізобетонних конструкцій, вони можуть зазнавати значних пошкоджень у разі дії надзвичайних навантажень, зокрема вибухових. Вибуховий вплив характеризується короткочасною, але надзвичайно інтенсивною дією, що може призвести до локального руйнування окремих несучих елементів каркаса, втрати їхньої несучої здатності та перерозподілу зусиль у конструктивній системі будівл. Втрата міцнісних характеристик окремими несучими елементами внаслідок вибуху може стати причиною послідовного залучення до руйнування інших елементів конструкції, що проявляється у вигляді прогресуючого (лавиноподібного) руйнування за принципом «ефекту доміно». Прогресуюче (лавиноподібне) обвалення - це руйнування конструкції будівлі або її частин (висотою два і більше поверхи), яке виникає внаслідок локального пошкодження або раптового виходу з ладу окремого несучого елемента. Суміжним і ключовим поняттям у цьому контексті є живучість будівельних конструкцій — здатність конструктивної системи зберігати загальну стійкість і обмежувати масштаби руйнування за наявності локальних пошкоджень, зокрема викликаних вибуховим навантаженням, а також забезпечувати необхідний часовий резерв для евакуації людей та проведення аварійно-відновлювальних заходів. У сучасних умовах, з урахуванням зростання ризиків техногенного та воєнного характеру, проблема оцінки стійкості будівель до вибухових впливів та ініційованого ними прогресуючого руйнування набуває особливої актуальності. Це зумовлює необхідність застосування точних числових методів розрахунку, використання нелінійних розрахункових моделей, а також розроблення ефективних і економічно обґрунтованих заходів конструктивного підсилення будівельних каркасів.