Применение шатровых складок в зданиях при взрывных воздействиях

• Автор: Адаменко, Андрей Иванович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Взрывная нагрузка

1.2. Особенности применяемых конструктивных решений зданий, подвергающихся взрывным воздействиям

1.3. Шатровые складки

1.4. Основные положения расчета железобетонных конструкций при действии кратковременных динамических нагрузок

1.4.1. Прочностные и деформативные свойства материалов

1.4.2. Предельные состояния.

1.4.3. Методы расчета конструкций на действие взрывных нагрузок

1.5. Выводы и задачи исследования

2. РАСЧЕТ ШАТРОВЫХ СКЛАДОК В УПРУГОЙ СТАДИИ1
2.1 Расчет шатровых складок на действие статической нагрузки
2.1.1. Расчет с использованием метода конечных элементов МКЭ с учетом трещинообразования и физической нелинейности бетона
2.1.2. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.
2.1.3. Приближенный метод.
2.1.3.1. Усилия и деформации в складке при безмоментном напряженном состоянии.
2.1.3.2. Усилия и деформации в складке при моментном напряженном состоянии.
2.1.3.3. Влияние момеитного напряженного состояния на безмоментное
2.1.3.4. Формулировка метода
2.1.3.5. Пример расчета шатровой складки
2.2. Расчет шатровых складок на действие кратковременной динамической нагрузки
2.2.1. Упрощенный метод.
2.2.2. Приближенный метод
2.2.3. Пример расчета шатровой складки.
2.3. Выводы
3. РАСЧЕТ ШАТРОВЫХ СКЛАДОК В ПЛАСТИЧЕСКОЙ СТАДИИ
3.1. Формулировка метода
3.2. Пример расчета шатровой складки в пластической стадии
3.3. Выводы.
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ШАТРОВЫХ СКЛАДОК ДЛЯ ПОКРЫТИЙ И ПЕРЕКРЫТИЙ ЗДАНИЙ,
ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ДЕЙСТВИЮ ВЗРЫВНЫХ НАГРУЗОК.2 .
4.1. Динамический расчет сборномонолитного покрытия
4.2. Динамический расчет шатровой складки0
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ. 0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Взрывы ГПВС в помещениях (зданиях) возникают в результате утечки газа из элементов оборудования, могут также возникать в емкостях (резервуарах, газгольдерах, цистернах, грузовых отсеках танкеров) для хранения и транспортировки взрыво- и пожароопасных веществ. Взрывы смесей горючих газов с воздухом с тяжелыми последствиями происходят на шахтах. Взрывы ГПВС в неограниченном пространстве могут происходить в результате разрушений газопроводов, разлива сжиженного горючего газа, его испарения с переходом в детонацию. Процесс горения ГПВС, в зависимости от их состава, концентрации горючих газов, внешних условий, способа инициирования может протекать в двух различных режимах: режиме взрывного или дефлаграционного горения и в режиме детонации, причем при определенных условиях взрывное горение может перейти в детонацию. Детонационную волну в ГПВС представляют как ударную волну, сопровождаемую волной горения. Параметры детонационной волны в процессе распространения в пределах облака существенно не меняются. При выходе за пределы границы облака расширяющиеся продукты детонации (ПД) возбуждают воздушную ударную волну. На рис. ГПВС в сравнении со взрывом заряда конденсированного ВВ. Рис. ВВ. Для расчета поражающего действия взрывов ГПВС определяют параметры детонационной волны расширяющихся ПД и воздушной ударной волны. АР2— избыточное давление детонационной волны (избыточное давление), определяемое по таблицам [1]. АР„ = РоР, (1. Р = 0. Л + 0. ГДЄ ^7 = 2. Л + 0. Т— тротиловый эквивалент наземного взрыва полусферического облака ГПВС, кг. Зависимости />(/? Рис. Изменение давления и импульса взрыва ГПВС с расстоянием в энергетических координатах согласно соотношений (1. Характерной особенностью горения ГПВС в помещениях является тот факт, что фронт химической реакции, т. Это означает, что выделение энергии происходит весьма медленно. Такое горение называют дефлаграционным. При горении ГПВС в замкнутом или полузамкнутом объеме (помещении), процесс можно полагать квазистатическим. Эго означает, что во всех точках пространства (кроме зоны, примыкающей к отверстиям в наружном ограждении) давление /? Это обусловлено сравнительно небольшими скоростями движения газовой среды по сравнению со скоростью звука в ней. При таком соотношении любое возмущение на фронте пламени (т. Время нарастания давления на конструкции /0 (рис. Рис. График изменения давления при взрывном горении во времени. Для большинства ГПВС характерным значением максимального давления ртх является величина рпах = 0,7 . МПа, т. Такое давление создаст нагрузку, существенно превышающую несущую способность конструкций (стен, перекрытий и т. Очевидно, такое большое давление допускать нельзя. В помещениях взрывоопасных производств в целях снижения возможного ущерба от аварийных взрывов применяют легкосбрасываемые (ЛСК) или предохранительные (ПК) конструкции. В процессе «срабатывания» ЛСК и истечения продуктов сгорания из помещения происходит снижение нагрузок на конструкции, что приводит к значительному уменьшению ущерба от аварийного взрыва. График изменения давления в помещении при взрыве ГПВС во времени показан на рис. Рис. ПК; bed—то же, в замкнутом помещении (при закрытых ПК); beg—изменение давления при сравнительно малом открытии ПК (точка b — начало вскрытия ПК);^/'#'— изменение давления при остеклении; е/^падение давления при сравнительном большом открытии ПК;у&—рост давления в связи с интенсивным ростом площади фронта пламени; Ар^ — допустимый (безопасный) для людей и конструкций уровень избыточного давления; Ар^к — давление, при котором начинают вскрываться ПК. Особенностью взрывных воздействий является сложный характер взаимодействий с сооружением. При воздействии продуктов детонации или воздушной ударной волны на объект возникает сложная дифракционная картина взаимодействия, и объект подвергается воздействию нестационарных (изменяющихся со временем) давлений. Динамические давления зависят от параметров волны, характеристик объекта, размеров и ориентации элементов относительно фронта волны.