Численное моделирование внутреннего взрыва бытового газа и его воздействия на кирпичные жилые здания

• Автор: Пепеляев, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПОДХОДОВ К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЗДАНИЙ ПРИ ВЗРЫВЕ БЫТОВОГО ГАЗА В
ПОМЕЩЕНИИ
1 Л. Аналитический обзор современного состояния вопроса физики внутреннего дефлаграциоиного взрыва
1.2. Анализ существующей нормативной базы по проблеме аварий, вызванных взрывами бытового газа и предотвращению прогрессирующего разрушения зданий
1.3. О методах моделирования процесса взрыва бытового газа внутри замкнутого помещения и определения интенсивности взрывной нагрузки25
1.4. Аналитический обзор существующих подходов и методов расчета зданий при взрывах бытового газа и оценки их механической безопасности
1.5. Обоснование состава и структуры частных задач исследования и
предполагаемые подходы к их решению
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗРЫВА БЫТОВОГО ГАЗА ВНУТРИ ЗАМКНУТОГО ПОМЕЩЕНИЯ
2.1. Моделирование процесса взрыва бытового газа внутри замкнутого помещения для определения интенсивности взрывной нагрузки
2.1.1. Содержательная постановка задачи моделирования
2.1.2. Концептуальная постановка задачи моделирования
2.1.3. Математическая постановка задачи моделирования
2.2. Метод конечных объёмов и его численная реализация в программном комплексе Е1оЛ¥Л8ЮП

2.3. Изучение влияния различных факторов на величину избыточного давления при взрыве бытового газа в замкнутом помещении с использованием теории многофакторного эксперимента
2.4. Разработка алгоритма для решения связанной задачи определения интенсивности нагрузки от взрыва бытового газа в ПК РЬОХУЛПБКЖ и
АИБУБ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ КИРПИЧНОГО ЗДАНИЯ НА ДЕЙСТВИЕ ВНУТРЕННЕГО ДЕФЛАГРАЦИОННОГО ВЗРЫВА
3.1. Математическое моделирование процесса деформирования и разрушения конструкций кирпичного здания при действии взрывной нагрузки
3.1.1. Содержательная постановка задачи моделирования помещения кухни
3.1.2. Математическая постановка задачи моделирования
3.2. Численное моделирование процесса деформирования помещений кирпичного здания при взрыве бытового газа
3.2.1. Вариационная постановка МКЭ
3.2.2. Обоснование выбора нелинейных определяющих соотношений упруго-хрупких материалов с учетом их структурного разрушения
3.3. Численная реализация расчета напряженно-деформированного состояния модели помещения кухни на действие дефлаграционного
взрыва в программном комплексе АИБУЗ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИВУЧЕСТИ РЕАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Ретроспективный анализ реальной аварийной ситуации - взрыва газа внутри замкнутого помещения кухни
4.2. Разработка исследовательского программного модуля связки АМБУБ -Е1о'уУ18юп для автоматизации процесса обмена информацией

4.3. Проверка адекватности численного моделирования на основе данных натурного эксперимента (обследования реального здания после взрыва)
4.3.1. Численное моделирование дефлаграционного взрыва
4.3.2. Численное решение задачи расчета напряженно-деформированного состояния здания
4.3. Определение степени повреждения (или разрушения) строительных конструкций здания с использованием теории многофакторного
планирования эксперимента
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ:
Библиографический список литературы

результате обобщения данных динамических расчетов. Под эквивалентной статической нагрузкой понимается статическая нагрузка, вызывающая в конструкциях такие же максимальные усилия и перемещения, что и динамическая нагрузка. Расчёты на эквивалентную нагрузку, произведённые статическими методами, позволяют оценить состояние конструкций по максимальным усилиям в их сечениях.
Для большинства зданий при расчёте на динамические нагрузки все расчётные схемы конструктивных элементов обычно сводятся к схемам однопролётных и многопролётных балок, подверженных воздействию равномерно распределённых динамических нагрузок, изменяющихся во времени. При этом динамические нагрузки в зависимости от вида взрыва и воздействия на различные элементы зданий (фасадные, боковые, тыльные стены, покрытие и т.д.) имеют различные законы изменения во времени.
Для расчёта зданий (сооружений) на динамическую нагрузку необходимо установить предельное состояние, расчётные схемы конструкций, максимальную величину динамической нагрузки, а также закон изменения её во времени (рис. 1.2).
Полная характеристика динамической нагрузки включает максимальное (амплитудное) значение избыточного давления и закон его изменения во времени.
В пп. 5.4.3-5.4.5 [56] приведены коэффициенты динамичности, рекомендуемые для практических расчётов. При этом динамические нагрузки в зависимости от вида взрыва имеют различные законы изменения во времени. Первые два типа загружения характерны для внешних взрывов, а второе и третье - для внутренних взрывов (п.4.3.5.).
Поскольку время действия динамической нагрузки значительно меньше основного периода собственных колебаний конструктивных элементов зданий, в некоторых случаях при расчете допускается учитывать лишь ее интегральную характеристику - импульс.