Προοδευτική κατάρρευση: κανόνες, υπολογισμοί και συστάσεις

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 05:22

Το θέμα των προοδευτικών καταρρεύσεων είναι επίκαιρο και αναφέρεται σήμερα. Μέχρι τώρα, ο κόσμος είναι τρομοκρατημένος από τη γνωστή καταστροφή αυτού του είδους, που σημειώθηκε στις 11 Σεπτεμβρίου 2011 στη Νέα Υόρκη. Εκατομμύρια άνθρωποι παρακολούθησαν σε βίντεο αυτά τα τραγικά γεγονότα που στοίχισαν τη ζωή σε 2977 ανθρώπους.

Σε 8 ώρες 46 λεπτά και 40 δευτερόλεπτα με κατεύθυνση από βορρά μεταξύ του 93ου και του 95ου ορόφου του Βόρειου Πύργου του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου, συνετρίβη ένα Boeing 767 (Πτήση 11) που οδηγούσε τρομοκράτες. Στις 09:30:11 μεταξύ του 78ου και του 85ου ορόφου από τα νότια, ο Νότιος Πύργος του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου τρυπήθηκε από ένα Boeing 767 (Πτήση 175) με ταχύτητα 959 km/h.

Προοδευτική κατάρρευση (PO) του Νότιου Πύργου του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου σημειώθηκε 55 λεπτά και 51 δευτερόλεπτα αργότερα, στις 9 ώρες 58 λεπτά, και του Βόρειου Πύργου - μετά από 1 ώρα 41 λεπτά 51 δευτερόλεπτα, στις 10 ώρες 28 λεπτά. Και στους δύο ουρανοξύστες, τα δομικά στοιχεία που συγκρατούσαν τις οροφές του δαπέδου, τα δοκάρια δαπέδου της περιοχής πρόσκρουσης καταστράφηκαν.

Δυστυχώς, τα περισσότερα PO συμβαίνουν εξαιτίαςανεπαρκής έλεγχος της συντήρησης του κτιρίου. Χάρη στον Τύπο, μαθαίνουμε για τα γεγονότα της κατάρρευσης εισόδων κατοικιών, που δυστυχώς είναι και τα πιο συχνά.

Σημειώστε ότι στο αμερικανικό παράδειγμα, η καταστροφή συνέβη λόγω ενός ασυνήθιστου γεγονότος και ο σχεδιασμός των δίδυμων πύργων πληρούσε τις τεχνικές απαιτήσεις. Κατά συνέπεια, ούτε οι κατασκευαστές ούτε οι σχεδιαστές είχαν την ευκαιρία να προβλέψουν αυτού του είδους τις κατευθυνόμενες επιπτώσεις, οι οποίες προκάλεσαν τοπική καταστροφή, οδηγώντας σε κρίσιμη αλυσιδωτή καταστροφή και, ως αποτέλεσμα, κατάρρευση κτιρίων. Ωστόσο, σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, στις περισσότερες περιπτώσεις το λογισμικό εμφανίζεται υπό την επίδραση παραγόντων που μπορούν να υπολογιστούν. Επιπλέον, επιστήμονες και μηχανικοί έχουν αναπτύξει αποτελεσματικές μεθόδους για τον υπολογισμό της δομής κτιρίων που είναι λιγότερο επιρρεπή σε τέτοιες κρίσιμες ζημιές.

Ιστορικό της κατηγορίας προοδευτικής κατάρρευσης

Ο ίδιος ο όρος εμφανίστηκε το 1968 μετά τις εργασίες της οικοδομικής επιτροπής, η οποία μελέτησε την πλήρη καταστροφή του 22 ορόφου κτιρίου του Λονδίνου "Ronan Point" από έκρηξη οικιακού αερίου. Οι Βρετανοί σχεδιαστές εξέλαβαν αυτή την τραγωδία ως πρόκληση για τον επαγγελματισμό τους. Το μέγεθος της τραγωδίας, που προκάλεσε δεκάδες θύματα αμάχων σε καιρό ειρήνης, είχε απήχηση στην κοινωνία. Ως αποτέλεσμα μηχανολογικών ερευνών το 1970, προτάθηκαν τροποποιήσεις στη νομοθεσία για κοινοβουλευτική εξέταση - μια νέα έκδοση οικοδομικών κωδίκων. Οι αλλαγές βασίστηκαν στην αρχή της αναλογικότητας του ατυχήματος προς τις τοπικές επιπτώσεις που οδήγησαν σε καταρρεύσεις.

Για αυτό, είναι ευθύνη των σχεδιαστώνκαταλογίστηκε στον υπολογισμό της προοδευτικής κατάρρευσης. Η ανάγκη του από το 1970 ρυθμιζόταν νομοθετικά και, κατά συνέπεια, έκτοτε στη Βρετανία εφαρμόζεται αυστηρά. Έτσι, ορίστηκε κανονιστικά:

1. Ακόμη και στο στάδιο του σχεδιασμού, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η πιθανότητα επικίνδυνης τοπικής καταστροφής.
2. Ο αριθμός των αρθρωτών αρθρώσεων μειώνεται όσο το δυνατόν περισσότερο και ο βαθμός συνέχειας για τη δομή αυξάνεται.
3. Επιλέγονται οικοδομικά υλικά με πλαστική παραμόρφωση.
4. Η σχεδίαση περιλαμβάνει στοιχεία που δεν είναι φέροντα κατά την κανονική λειτουργία, αλλά σε περίπτωση τοπικής καταστροφής, εκτελούν (πλήρη ή μερική) φέρουσες λειτουργίες.

Η προστασία των κτιρίων από προοδευτική κατάρρευση πραγματοποιείται συνολικά, λαμβάνοντας υπόψη όλους αυτούς τους παράγοντες. Πριν από ένα χρόνο, αναπτύχθηκε ένα ρωσικό σύνολο κανόνων που ρυθμίζει τη συμμόρφωση με τους όρους επιβίωσης κτιρίων και κατασκευών στα στάδια του σχεδιασμού, της ανακατασκευής και της γενικής επισκευής τους.

Σχετικότητα του προβλήματος. Λόγοι

Όπως αποδεικνύεται από τα στατιστικά στοιχεία λογισμικού, μια τέτοια παγκόσμια καταστροφή συμβαίνει λόγω των επιπτώσεων της διάβρωσης, της δύναμης ή της φύσης παραμόρφωσης. Οι επιλογές για τέτοιες ανθρωπογενείς εκδηλώσεις μπορεί να είναι:

1. Πλημμύρες υπόγειων υδάτων.
2. Διάβρωση της θεμελίωσης λόγω ατυχημάτων σε γραμμές νερού.
3. Καταστροφή δομικών στοιχείων λόγω υπερφόρτωσης ή λόγω έκρηξης, σύγκρουσης.
4. Αποδυνάμωση της δομής των υλικών λόγω διάβρωσης.
5. Σφάλματα στο έργο κατά τον υπολογισμό των συνδετήρων και των φερόντων στοιχείων.
6. Έκρηξηgas go fire.

Συχνά εμφανίζεται προοδευτική αποτυχία λόγω εύθραυστου κατάγματος με αύξηση του αριθμού των μικρορωγμών. Προφανώς, η πρώτη περίπτωση τέτοιας καταστροφής, που έγινε το 23 μ. Χ. μι. με το αμφιθέατρο της πόλης Fidena, που περιγράφει ο ιστορικός της Αρχαίας Ρώμης Κορνήλιος Τάκιτος. Η ΠΟ που προέκυψε την ημέρα των μονομάχων σε ένα κατάμεστο κτίριο, σύμφωνα με τη μαρτυρία αυτού του χρονικογράφου, αφαίρεσε τόσες ζωές όσες θα έκανε ένας πόλεμος. Μιλάμε για πολλές δεκάδες χιλιάδες άτομα.

Ας πάρουμε ένα μεταγενέστερο ιστορικό παράδειγμα. Η προοδευτική κατάρρευση με αύξηση του αριθμού των μικρορωγμών προκάλεσε την κατάρρευση το 1786 μιας τοξωτής γέφυρας πάνω από τον ποταμό Wye (Μεγάλη Βρετανία, Χέρεφορντσάιρ). Μια άλλη τοξωτή γέφυρα που ονομάζεται Lsen-Beneze πέρα από τον ποταμό Ροδανό (Γαλλία), που χτίστηκε τον 12ο αιώνα, κατέρρευσε τόσες φορές λόγω των δυσμενών επιπτώσεων του περιβάλλοντος και της εσωτερικής υποβάθμισης τόσο συχνά που τον 17ο αιώνα σταμάτησε να αποκαθίσταται (διαφορετικό τα ανοίγματα της γέφυρας κατέρρευσαν 1 φορά - το 1603, 3 φορές - το 1605, 1 φορά - το 1633 και το 1669 - τελικά).

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι σύγχρονες τεχνολογίες πολεοδομικού σχεδιασμού, δυστυχώς, δεν έχουν απενεργοποιήσει τη σταδιακή κατάρρευση κτιρίων και κατασκευών. Τα θλιβερά στατιστικά στοιχεία συνεχίζονται στον 21ο αιώνα:

1. 1999-08-09 - τρομοκρατική επίθεση - έκρηξη 350 κιλών TNT που κατέστρεψε δύο εισόδους ενός εννιαώροφου κτιρίου στον δρόμο. Γκουριάνοφ (Μόσχα) και οδήγησε στο θάνατο 106 ανθρώπων.
2. 2002-02-07 - έκρηξη οικιακού αερίου μεεπίκεντρο στον 7ο όροφο της προσγείωσης ενός κτιρίου εννέα ορόφων στην οδό Dvinskaya (Αγία Πετρούπολη), που οδήγησε στον θάνατο δύο ανθρώπων.
3. 14.02.2004 - η κατάρρευση της στέγης του πάρκου Transvaal έκτασης περίπου 5 χιλιάδων m22, η οποία οδήγησε στο θάνατο 28 ατόμων.
4. 2007-10-13 - έκρηξη οικιακού αερίου στο σπίτι στο δρόμο. Η Mandrykovskaya (Dnepropetrovsk) κατέστρεψε την τρίτη είσοδο ενός κτιρίου κατοικιών και οδήγησε στο θάνατο 23 άτομα.
5. 27.02.2012 - Έκρηξη αερίου που ξεκίνησε από μια αυτοκτονία κατέρρευσε την είσοδο του σπιτιού στην οδό N. Ostrovsky, δέκα άνθρωποι σκοτώθηκαν.
6. 20.12.2015 - έκρηξη αερίου στο σπίτι στο δρόμο. Κοσμοναύτες (Βόλγκογκραντ), 3 διαμερίσματα καταστράφηκαν, ένα άτομο πέθανε.

Κανονισμοί

Πριν εξετάσετε το πρόβλημα, θα ήταν λογικό να εξοικειωθείτε με τα κανονιστικά έγγραφα που το εξετάζουν και να οργανώσετε την κατάλληλη πρόληψη. Η προστασία των κτιρίων και των κατασκευών από προοδευτική κατάρρευση στη Ρωσική Ομοσπονδία ρυθμίζεται από κανονιστικά έγγραφα, ο κατάλογος των οποίων παρουσιάζεται παρακάτω:

1. Εγχειρίδιο για το σχεδιασμό κτιρίων κατοικιών. Θέμα. 3. Κατασκευές κτιρίων κατοικιών (στο SNiP 2.08.01-85). - στέγαση TsNIIEP. - M. -1986.

2. GOST 27751-88 Αξιοπιστία κτιριακών κατασκευών και θεμελίων. Βασικές διατάξεις για τον υπολογισμό. - 1988

3. GOST 27.002-89 «Αξιοπιστία στη μηχανική. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Οροι και ορισμοί". - 1989

4. Συστάσεις για την πρόληψη της προοδευτικής κατάρρευσης κτιρίων με μεγάλο πάνελ. - Μ.: ΓΚΟΥΠ ΝΙΑΤΣ. - 1999

5. MGSN 3.01-01 "Κτίρια κατοικιών", - 2001, παράγραφοι 3.3, 3.6,3.24.

6. NP-031-01 Κώδικας σχεδίασης για σεισμικά ανθεκτικούς πυρηνικούς σταθμούς, 2001

7. Συστάσεις για την προστασία κτιρίων πλαισίου κατοικιών σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. - Μ.: ΓΚΟΥΠ ΝΙΑΤΣ. - 2002

8. Συστάσεις για την προστασία κτιρίων με φέροντες τοίχους από τούβλα σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. - Μ.: ΓΚΟΥΠ ΝΙΑΤΣ. - 2002

9. Συστάσεις για την προστασία μονολιθικών κτιρίων κατοικιών από προοδευτική κατάρρευση. - Μ.: ΓΚΟΥΠ ΝΙΑΤΣ. - 2005

10. MGSN 4.19-05 Πολυλειτουργικά πολυώροφα κτίρια και συγκροτήματα. - 2005 παράγραφοι 6.25, 14.28, Παράρτημα 6.1.

Πρόσφατα, το πρόβλημα του λογισμικού βρήκε πληρέστερη κάλυψη στις πιο πρόσφατες εγχώριες ρυθμιστικές πηγές. Οποιαδήποτε τεκμηρίωση κατασκευής για κτίρια με κανονικό και αυξημένο επίπεδο ευθύνης πρέπει απαραίτητα να λαμβάνει υπόψη τις απαιτήσεις του συνόλου κανόνων (SP) 385.1325800.2018, που ρυθμίζει την προστασία των κτιρίων από προοδευτική καταστροφή.

Λογισμικό και φέρουσα ικανότητα κτιρίων

Σύμφωνα με την παράγραφο 4.1 αυτών των κανόνων, ο πελάτης έχει το δικαίωμα να απαιτήσει αρχικά τη συμπερίληψη στο σχεδιασμό του υπό κατασκευή κτιρίου (κατασκευής) πρόσθετων στοιχείων που αυξάνουν τη φέρουσα ικανότητα της κατασκευής.

Η ίδια κοινοπραξία "Υπολογισμός για προοδευτική κατάρρευση" παρουσιάζεται πλήρως σε δύο επιλογές σχεδιασμού προστασίας έναντι λογισμικού κατά τη διάρκεια μεγάλων επισκευών. Το πρώτο - σε περίπτωση γενικής επισκευής κτιρίων και κατασκευών αυξημένου επιπέδου ευθύνης και το δεύτερο - για τα ίδια αντικείμενα κανονικού επιπέδου ευθύνης. Στην πρώτη περίπτωση, η φέρουσα ικανότητα αυξάνεται κατά συντελεστήδεύτερο.

Η κύρια προϋπόθεση για τη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις προστασίας λογισμικού είναι η συμμόρφωση με την προϋπόθεση υπέρβασης της φέρουσας ικανότητας των δομικών στοιχείων και των συνδέσεών τους πάνω στις δυνάμεις που οδηγούν σε τοπικές καταρρεύσεις σε αυτά τα δομικά στοιχεία και συνδέσεις. Εάν κάποιο σχέδιο δεν πληροί αυτήν την απαίτηση, τότε θα πρέπει είτε να ενισχυθεί είτε να αντικατασταθεί.

Εάν μιλάμε για ανακατασκευή κτιρίων (κατασκευών), τότε πρώτα πρέπει να επιθεωρηθούν τεχνικά σύμφωνα με το GOST 31937 και μόνο τότε η ίδια η ανακατασκευή πραγματοποιείται στο σύνολό της ή εντός των ορίων επέκτασης αρθρώσεις (ανάλογα με την επιλεγμένη στρατηγική ανακατασκευής).

Τομέας τοπικής καταστροφής

Διάγνωση της βιωσιμότητας των κτιρίων σε σχέση με το λογισμικό, οι σχεδιαστές στο στάδιο του σχεδιασμού περιγράφουν λεπτομερώς τις πιθανές πηγές - σημεία τοπικής καταστροφής. Κάθε τέτοια καταστροφή θεωρείται από αυτούς χωριστά και χωρικά. Συγκεκριμένα, ο υπολογισμός για προοδευτική κατάρρευση που εξετάζουμε ξεκινά με την πρόβλεψη τομέων τοπικής καταστροφής στο σχεδιασμό φέροντων κατασκευών:

• για κτίρια και κατασκευές ύψους έως 75 m, περιορίζονται σε κύκλο με διάμετρο τουλάχιστον 6 m.
• για κτίρια και κατασκευές ύψους από 75 m έως 200 m - κύκλος με διάμετρο τουλάχιστον 10 m;
• για κτίρια και κατασκευές ύψους άνω των 200 m - ένας κύκλος με διάμετρο τουλάχιστον 11,5 m.

Για πολυώροφα κτίρια μεγάλων ανοιγμάτων, οι τοπικές ζημιές λαμβάνονται υπόψη με τη μορφή βλάβης σε οποιαδήποτε από τις φέρουσες κατασκευές. Σε αυτήν την περίπτωση, η ζώνη τοπικής καταστροφής θα πρέπει να εντοπιστεί από τη δομή και σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να εξελιχθεί σε λογισμικό.

SP "Προστασία κτιρίων από προοδευτική κατάρρευση" προβλέπει προληπτικά μέτρα για την αποτροπή παγκόσμιας καταστροφής αυτού του είδους:

• λαμβάνοντας υπόψη τον μέγιστο αριθμό πιθανών τοπικών καταστροφών;
• χρήση υλικών και δομών επιρρεπών σε πλαστική παραμόρφωση
• αύξηση της στατικής απροσδιοριστίας (SN) της δομής (αύξηση του επιπέδου της μη αραιότητάς της, μείωση του αριθμού των αρθρωτών στοιχείων).

Χρησιμοποιώντας αναγκαστικά έναν ειδικό όρο, ας το εξηγήσουμε. Συστήματα SN - ένα σύνθετο χαρακτηριστικό της αλληλεπίδρασης της δομής του κτιρίου και των δυνάμεων που εφαρμόζονται σε αυτό. Με άλλα λόγια, στα συστήματα SN, σε αντίθεση με τα στατικά καθορισμένα, η κατανομή των δυνάμεων εξαρτάται όχι μόνο από τις εξωτερικές δυνάμεις που εφαρμόζονται στα κτίρια (κατασκευές), αλλά και από την κατανομή αυτών των δυνάμεων σε δομικά στοιχεία, τα οποία με τη σειρά τους, χαρακτηρίζονται από συντελεστές ελαστικότητας.

Είναι τα λειτουργικά φέροντα δομικά στοιχεία (οι λεγόμενες συνδέσεις) υπό τοπικές επιρροές που εμποδίζουν τη μετατροπή ενός ενιαίου στατικά απροσδιόριστου συστήματος σε γεωμετρικά μεταβαλλόμενο (το τελευταίο συνεπάγεται τη δυνατότητα λογισμικού). Έτσι, οι δεσμοί είναι αυτοί που καθιστούν αδύνατη την προοδευτική κατάρρευση. Οικοδομικοί κώδικες - αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και να ρυθμίζεται η πρόληψη του λογισμικού.

Συνοπτικά σχετικά με την κανονιστική τεκμηρίωση

Προφανώς αναρωτιέστε ποιοΗ ρυθμιστική τεκμηρίωση λογισμικού είναι η πιο προηγμένη στον κόσμο. Πρέπει να αναγνωριστεί ότι, παρά τις εγχώριες εξελίξεις των τελευταίων ετών, η εξέταση της αντιμετώπισης του λογισμικού σήμερα είναι πιο λεπτομερής (σχετικότητα - 2016) στα αμερικανικά πρότυπα UFC 4-023-03 και GSA.

Γεγονός είναι ότι λαμβάνουν υπόψη τα τελευταία δομικά υλικά, καθώς και διάφορα σχέδια κτιρίων. Ταυτόχρονα, η ρωσική συλλογή E TKP 45-3.02-108-2008 συντάχθηκε με βάση συστάσεις που γράφτηκαν τη δεκαετία του 2000 σχετικά με κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα.

Σημειώστε τη σαφή πρόοδο της ρωσικής ρυθμιστικής τεκμηρίωσης τα τελευταία χρόνια και τις προφανείς προσπάθειες για εξορθολογισμό των υφιστάμενων ανόμοιων και πολυάριθμων πηγών κανόνων. Ωστόσο, θα είναι δίκαιο να πούμε για τις ελλείψεις. Πάρτε τουλάχιστον την κανονιστική τεκμηρίωση. Οι ειδικοί σημειώνουν ότι σήμερα διαφορετικές πηγές εγχώριας κανονιστικής τεκμηρίωσης είναι συχνά αντιφατικές και περιέχουν επίσης ελαττώματα. Ακολουθούν μερικά μόνο παραδείγματα:

1. Στο GOST 27751-88, ενότητα 1.10, ο "Κανονισμός" πηγαίνει στο επίπεδο "οποιουδήποτε δομικού στοιχείου". (Επιτρέψτε μου, πρέπει να είμαστε συγκεκριμένοι, γιατί μιλάμε για ανθρώπινες ζωές!)
2. STO 36554501-024-2010 "Διασφάλιση της ασφάλειας κατασκευών μεγάλων ανοιγμάτων…" (Λανθασμένα αναφέρεται στην παράγραφο Δ.3 ότι η επιλογή του υπολογισμού λογισμικού πρέπει να καθορίζεται από ειδικούς τεχνικούς όρους. Αυτή η λογική είναι παράλογο).
3. Στο SNiP 31-06-2009 "Δημόσια Κτίρια και Κατασκευές" στην παράγραφο 5.40 αναφέρεται ότι ο σχεδιασμός πρέπει "να λαμβάνει υπόψη τις καταστάσεις σχεδιασμούτρομοκρατικής φύσης». (Αλλά αυτό είναι αδιέξοδο. Ας υποθέσουμε ότι οι σχεδιαστές ελέγχουν την τοπική καταστροφή μιας στήλης σε έναν όροφο, αλλά οι τρομοκράτες βάζουν εκρηκτικά κάτω από δύο στήλες. Στο ίδιο μέρος - παράγραφος 9.8 - και πάλι ο κανονισμός πηγαίνει στο επίπεδο "οποιασδήποτε δομικής στοιχείο.)
4. STO-008-02495342-2009 «Αποτροπή λογισμικού κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα». (Το έγγραφο επικρίνεται. Κατ' αρχήν, δεν λαμβάνονται υπόψη ούτε η δυναμική του λογισμικού ούτε οι πλαστικές παραμορφώσεις.)

Προφανώς, αυτή η λίστα μπορεί να συνεχιστεί. Η πρόοδος του κατασκευαστικού κλάδου, η οποία έχει επιταχυνθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια, οδήγησε στην απαξίωση των περισσότερων από τα υπάρχοντα κανονιστικά έγγραφα που ρυθμίζουν τον τομέα του λογισμικού. Προφανώς, η αποτελεσματική αποτροπή της προοδευτικής κατάρρευσης θα απαιτήσει σύντομα προσαρμογή στην εγχώρια πραγματικότητα της ήδη γενικευμένης ξένης εμπειρίας. Αυτό αναφέρεται στα πρότυπα UFC 4-023-03 και GSA των ΗΠΑ, τα οποία περιέχουν όχι ασαφείς, αλλά πολύ ξεκάθαρες απαιτήσεις για τις δομές και τα υλικά συγκεκριμένων τύπων κτιρίων.

Δυστυχώς, πολλοί εγχώριοι ειδικοί θεωρούν την κοινοπραξία «Προστασία κτιρίων από λογισμικό …», την κοινοπραξία «Κτίρια και κατασκευές. Ειδικές επιπτώσεις).

Δυνατότητες σύστασης λογισμικού υψηλής ανόδου

Ειδικότερα, ρυθμίζει την προοδευτική κατάρρευση για πολυώροφα κτίρια που θεωρούμε εμείς. Η ιδιαιτερότητα του υπολογισμού του λογισμικού για πολυώροφα κτίρια καθορίζεται από ένα ευρύτερο βήμα στη θέση των τοίχων ή των στηλών. Ταυτόχρονα, ο γενικός σχεδιασμός, σε περίπτωση πρόσκρουσης έκτακτης ανάγκης, επιτρέπει την τοπική κατάρρευση των φερόντων στοιχείων, αλλά μόνο εντός ενός ορόφου,χωρίς περαιτέρω αλυσιδωτή συνέχιση αυτής της καταστροφής. Η συλλογή κανόνων περιέχει συστάσεις σχετικά με το σχεδιασμό και την κατασκευή νέων, καθώς και την επαλήθευση και την ανακατασκευή ήδη κατασκευασμένων πολυώροφων κτιρίων και κατασκευών. (Για αναφορά, το κριτήριο υψομέτρου είναι ύψος μεγαλύτερο από 75 m, που ισοδυναμεί με κτήριο 25 ορόφων.)

Υπολογισμός με τη μέθοδο οριακής ισορροπίας

Ο σχεδιασμός ενός πολυώροφου κτιρίου υπολογίζεται με βάση την υπόθεση ότι υπό την επίδραση τοπικής καταστροφής μετατρέπεται σε μια κατάσταση που ονομάζεται υπό όρους «οριακές καταστάσεις της πρώτης ομάδας». Ας εξηγήσουμε αυτόν τον όρο. Η οριακή κατάσταση ονομάζεται μια τέτοια κατάσταση της κατασκευής όταν παύει να αντιστέκεται στην καταστροφή ή έχει καταστραφεί (υποβάλλεται σε παραμόρφωση). Συνολικά, διακρίνονται δύο ομάδες οριακών καταστάσεων. Το πρώτο ονομάζεται υπό όρους κατάσταση πλήρους λειτουργικής ακαταλληλότητας. Η δεύτερη ονομάζεται κατάσταση ζημιάς, η οποία επιτρέπει τη μερική εκμετάλλευση.

Τεχνικά, ο υπολογισμός γίνεται με τη μοντελοποίηση των μη γραμμικών χαρακτηριστικών δυσκαμψίας μιας πολυώροφου κτιριακής κατασκευής με ένα σύστημα διαφορικών εξισώσεων. Ο υπολογισμός ενός πολυώροφου κτιρίου βασίζεται στην κατασκευή ενός χωρικού μοντέλου, το οποίο λαμβάνει υπόψη μη φέροντα στοιχεία, αλλά ικανό να αναλάβει την ανακατανομή των προσπαθειών υπό τοπικές επιρροές. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνονται υπόψη τα χαρακτηριστικά ακαμψίας των δομικών στοιχείων που γειτνιάζουν με τη θέση θραύσης. Το ίδιο το μοντέλο υπολογισμού υπολογίζεται πολλές φορές, κάθε φορά λαμβάνοντας υπόψη ένα συγκεκριμένοτοπική καταστροφή. Αυτή η μέθοδος σας επιτρέπει να επιτύχετε τα πιο αξιόπιστα αποτελέσματα. Παράλληλα, στο υπό κατασκευή μοντέλο λαμβάνεται υπόψη ο παράγοντας μείωσης του πλεονάζοντος κόστους υλικών.

Πώς αναλύεται ένα χωρικό μοντέλο; Από τη μία πλευρά, οι δυνάμεις στα δομικά στοιχεία εξισώνονται με το μέγιστο δυνατό, το οποίο μπορούν να διατηρηθούν από αυτά. Πιστεύεται ότι η προοδευτική κατάρρευση των πολυώροφων κτιρίων καθίσταται αδύνατη όταν οι δυνάμεις είναι μικρότερες από τη φέρουσα ικανότητα της κατασκευής. Εάν δεν πληρούνται οι απαιτήσεις αντοχής, τότε η φέρουσα ικανότητα του κτιρίου πρέπει να ενισχυθεί με πρόσθετα ή ενισχυμένα φέροντα στοιχεία.

Οι τελικές δυνάμεις στα στοιχεία καθορίζονται διαφορετικά: για το μακροπρόθεσμο μέρος της προσπάθειας και το βραχυπρόθεσμο μέρος.

Κινηματική μέθοδος

Εάν η δομή ενός πολυώροφου κτιρίου παραμορφωθεί πλαστικά, τότε η κινηματική μέθοδος καθίσταται σχετική για τον υπολογισμό του λογισμικού. Στην περίπτωση αυτή, ο υπολογισμός του κτιρίου γίνεται ως εξής:

1. Εξετάζονται οι πιο πιθανές παραλλαγές λογισμικού και για αυτές προσδιορίζεται το σύνολο των καταστρετέων δεσμών, καθώς και υπολογίζονται οι πιθανές μετατοπίσεις στους σχηματιζόμενους πλαστικούς μεντεσέδες. (Μια πλαστική άρθρωση είναι ένα τμήμα μιας δοκού ή άλλου δομικού στοιχείου στο οποίο συμβαίνει πλαστική παραμόρφωση υπό την επίδραση δυνάμεων.)
2. Ο υπολογισμός για την προοδευτική κατάρρευση λαμβάνει υπόψη τις τελικές δυνάμεις που μπορεί να αντέξει οποιοδήποτε δομικό στοιχείο, συμπεριλαμβανομένων των πλαστικών μεντεσέδων.
3. Σαν αποτέλεσμα - εσωτερικές δυνάμεις που καθορίζονται από τη δύναμηοι κατασκευές πρέπει να υπερβαίνουν τα εξωτερικά φορτία. Ένας τέτοιος έλεγχος πραγματοποιείται τόσο στον ίδιο όροφο όσο και σε όλη τη δομή. Στην τελευταία περίπτωση διερευνάται το ενδεχόμενο ταυτόχρονης κατάρρευσης των ορόφων.

Εάν το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο το δομικό στοιχείο δεν είναι ικανό για πλαστική παραμόρφωση, τότε αυτό το στοιχείο απλώς δεν λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς.

Μελέτη πιθανής ανάπτυξης λογισμικού μετά από τοπική καταστροφή

Οι οδηγίες προοδευτικής κατάρρευσης συμβουλεύουν τους σχεδιαστές να εξερευνήσουν τέσσερα τυπικά σενάρια ανάπτυξης λογισμικού:

1. Ταυτόχρονα, όλες οι κάθετες δομές που βρίσκονται πάνω από την τοπική καταστροφή μετακινούνται προς τα κάτω.
2. Ταυτόχρονη περιστροφή γύρω από τον άξονά του όλων των δομικών μερών που βρίσκονται σε επίπεδα πάνω από την τοπική καταστροφή. Εξετάζεται η καταστροφή των δεσμών, καθώς οι επικαλύψεις και οι κάθετοι δεσμοί μετατοπίζονται στο σύμπλεγμα.
3. Μια κατακόρυφη κατασκευή ανατράπηκε και σημειώθηκε μερική κατάρρευση της οροφής πάνω από αυτήν.
4. Μόνο οι κατασκευές πάνω από τον επάνω όροφο μετατοπίζονται.

SP Η "προοδευτική προστασία από κατάρρευση" προβλέπει κυρίως την πρόληψη της ανάπτυξης αυτών των τεσσάρων σεναρίων.

Προτάσεις λογισμικού αρθρωτών κτιρίων

Σε περίπτωση κατασκευής μπλοκ όγκου (modular), σημαντικό μέρος των διεργασιών πραγματοποιείται στο εργοστάσιο. Η εγκατάσταση διευκολύνεται επίσης από το γεγονός ότι τα μπλοκ έχουν ορισμένο όγκο. Επομένως, οι μονάδες που συνθέτουν τη δομή είναι προφανώς κατασκευασμένες από υλικά που δεν είναι πολύ επιρρεπή στην καταστροφή. Η διάβρωση των υλικών αποτρέπεται από την πολυστρωματική τους επίστρωση με προστατευτικές ειδικές συνθέσεις, τη χρήση γαλβανισμένου χάλυβα.

Στην κοινοπραξία που εξετάζουμε, η προοδευτική κατάρρευση για τα μπλοκ-αρθρωτά κτίρια έχει τα δικά της χαρακτηριστικά. Για αυτόν τον τύπο κτιρίων, δίνεται προσοχή σε τέτοια δομικά στοιχεία όπως οι διασταυρώσεις οικοπέδων που εξετάζονται με γειτονικά τετράγωνα. Το κριτήριο ελέγχου είναι η φέρουσα ικανότητα αυτών των κόμβων, χάρη στην οποία το κτίριο ως σύνολο αντιστέκεται στην τοπική καταστροφή και αντέχει τις δυνάμεις που τους αποδίδονται λόγω της φέρουσας ικανότητας.

Η προοδευτική κατάρρευση κτιρίων δομής μπλοκ μπορεί επίσης να συμβεί λόγω τοπικής βλάβης στο μπλοκ που εκτελεί φέρουσες λειτουργίες. Για να αντισταθούμε σε αυτό, είναι σημαντική η επακόλουθη αντιστάθμιση της ανακατανομής των προσπαθειών από το κατεστραμμένο τετράγωνο στα γειτονικά τετράγωνα. Αυτή η κατάσταση θα πρέπει να διευκολύνεται από τη σημαντική φέρουσα ικανότητα και την ικανότητα πλαστικής παραμόρφωσης των κομβικών διασυνδέσεων, αφενός, και την υψηλής ποιότητας εργοστασιακή εγκατάσταση μπλοκ ενισχυμένων με οπλισμό, αφετέρου.

Ο υπολογισμός ενός κτιρίου για προοδευτική κατάρρευση πραγματοποιείται με τη μέθοδο της οριακής ισορροπίας, καθώς και με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Εφόσον εξετάσαμε τη μέθοδο οριακής ισορροπίας νωρίτερα, θα περιγράψουμε τη δεύτερη μέθοδο με περισσότερες λεπτομέρειες.

Η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιείται ευρέως στη μηχανική των στερεών για τον υπολογισμό των παραμορφώσεων. Η ουσία του έγκειται στην επίλυση ενός συστήματος διαφορικών εξισώσεων. Στη συνέχεια η περιοχή του διαλύματος (ανάλογα μεδιαφορετικοί συντελεστές) χωρίζεται σε έναν αριθμό τμημάτων, καθένα από τα οποία εξετάζεται ως προς τη βέλτιστη.

Με βάση τους επιλεγμένους συντελεστές για μεταβλητές διαφορικές εξισώσεις, προσδιορίζονται τα βέλτιστα στοιχεία έδρασης.

Συστάσεις για Λογισμικό Στερεών Κατασκευών

Ο υπολογισμός για την προοδευτική κατάρρευση μονολιθικών κτιρίων προέρχεται επίσης από το γεγονός ότι η τοπική καταστροφή κάθετων φέρουσας κατασκευής, εάν συμβεί, δεν πρέπει να υπερβαίνει τον έναν όροφο. Η παραβίαση της ακεραιότητας δύο τεμνόμενων τοίχων (από τη γωνία έως το πλησιέστερο άνοιγμα), οι ξεχωριστές κολώνες, οι εναλλασσόμενες κολώνες με τα παρακείμενα τμήματα τοίχου θεωρούνται ως τέτοια τοπική καταστροφή.

Συστάσεις για προστασία από προοδευτική κατάρρευση συνταγογραφούν την εξέταση ενός χωρικού μοντέλου, το οποίο, εκτός από το ρουλεμάν, περιλαμβάνει και άλλα στοιχεία που μπορούν να αναδιανείμουν τις λειτουργίες ρουλεμάν.

Η μοντελοποίηση λαμβάνει υπόψη:

• μονολιθική σύνδεση φέροντα στοιχεία (εξωτερικοί και εσωτερικοί τοίχοι, κολώνες, φρεάτια εξαερισμού, κλιμακοστάσια, παραστάδες);
• μονολιθικές ζώνες από οπλισμένο σκυρόδεμα που καλύπτουν τα δάπεδα, οι οποίες είναι υπέρθυρα που βρίσκονται πάνω από τα παράθυρα.;
• μονολιθικά στηθαία από οπλισμένο σκυρόδεμα που συνδέονται με δάπεδα;
• στοιχεία που συνδέονται με κολώνες: δοκοί από οπλισμένο σκυρόδεμα, κιγκλιδώματα κλιμακοστασίων, τοίχοι;
• ανοίγματα σε τοίχους που δεν υπερβαίνουν τον όροφο σε ύψος.

Επιπλέον, για ένα μονολιθικό κτίριο, πρέπει να τηρούνται οι τιμές σχεδιασμού:

• αντίστασηαξονική συμπίεση σκυροδέματος:
• αντίσταση του σκυροδέματος στην αξονική τάση;
• αντίσταση του διαμήκους οπλισμού στην αξονική συμπίεση;
• αντίσταση του διαμήκους οπλισμού στην τάση;

Απαιτήσεις σχεδίασης

Η προστασία κτιρίων και κατασκευών από προοδευτική κατάρρευση βασίζεται στην πρόβλεψη της δυναμικής της ανάπτυξης της επίδρασης διαφόρων τοπικών καταστροφών στη συνολική δομή του κτιρίου (δομής). Επί του παρόντος, το λογισμικό κουφωμάτων μεγάλων ανοιγμάτων πολυώροφων κτιρίων ποικίλης γεωμετρίας μελετάται ιδιαίτερα ενεργά τόσο στο στάδιο του σχεδιασμού τους όσο και κατά την αποκατάστασή τους αφού υπέστησαν τοπικές ζημιές. Συλλογές συστάσεων και κανόνων αναπτύσσονται, δεσμευτικά πρότυπα εγκρίνονται.

Πρέπει να αναφερθεί ότι η κοινοπραξία «Προστασία από την προοδευτική κατάρρευση», την οποία αναφέραμε επανειλημμένα, ως κανονιστικό σύνολο κανόνων, συντάχθηκε από κοινού από το Κέντρο Ερευνών «Construction» και το Ομοσπονδιακό Νοτιοδυτικό Κράτος Πανεπιστήμιο, λαμβάνοντας υπόψη τους ομοσπονδιακούς νόμους No. 184-FZ και No. 384 -FZ που ρυθμίζουν τον τεχνικό κανονισμό και τα μέτρα ασφαλείας σε αυτήν την περίπτωση. Είναι προσαρμοσμένο για ρύθμιση:

• κατασκευή κτιρίων (κατασκευών) κανονικού επιπέδου ευθύνης και αυξημένου επιπέδου;
• ανακατασκευή κτιρίων (κατασκευών) κανονικού επιπέδου ευθύνης και αυξημένου επιπέδου;
• γενική επισκευή κτιρίων (κατασκευών) με υψηλό επίπεδο ευθύνης.

Η υπό εξέταση ΚΕ ρυθμίζει:

• χρησιμοποιημένα οικοδομικά υλικά και τα χαρακτηριστικά τους;
• πιθανά φορτία και οι επιπτώσεις τους σεκτίρια (δομές);
• χαρακτηριστικά μοντέλων υπολογισμού;
• Καταστροφικά μέτρα κατά του λογισμικού.

Δυνατότητες υπολογισμού υπολογιστή

Όπως έχουμε επανειλημμένα αναφέρει, η προστασία από την προοδευτική κατάρρευση περιλαμβάνει υπολογιστική μοντελοποίηση με μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων και οριακής ισορροπίας. Είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε ότι τα εξειδικευμένα πακέτα λογισμικού STADIO, ANSYS, SCAD, Nastran λειτουργούν ως εργαλείο μοντελοποίησης με τη μέθοδο οριακής κατάστασης. Στην περίπτωση αυτή δημιουργείται ένα ολοκληρωμένο μοντέλο, αφού χάρη στην αναφερόμενη μέθοδο επιτυγχάνεται σχεδόν πλήρης αντιστοιχία του μοντέλου στη δυναμική απόκρισης του κτιρίου σε τοπικές ζημιές.

Η κινηματική μέθοδος χρησιμοποιεί τα ίδια προγράμματα, αλλά είναι λιγότερο τυπική και απαιτεί από τον ερμηνευτή να δημιουργήσει μια προσωπική μέθοδο υπολογισμού.

Σαν αποτέλεσμα κινηματικών υπολογισμών:

• ορίστε δομικά στοιχεία που χάνουν την ακεραιότητά τους;
• τα ίδια τα δομικά στοιχεία συνδυάζονται σε ισοδύναμες ομάδες·
• υπολογίζει το ποσό των κατασκευαστικών εργασιών για κάθε ομάδα;
• προσδιορίστε τα πιο επικίνδυνα μέρη τοπικής καταστροφής που μπορούν να προκαλέσουν λογισμικό;
• προβλέπεται καταστροφή, επιτρέποντας τον έγκαιρο σχεδιασμό για εργασίες αποκατάστασης.

Συμπέρασμα

Η εποχή μας διακρίνεται από την εμφάνιση ενός αυξανόμενου αριθμού πολυώροφων κτιρίων κατοικιών και γραφείων. Τα τελευταία χρόνια, έχει αυξηθεί το ενδιαφέρον του κοινού για τα προβλήματα βελτίωσης της αξιοπιστίας.βιομηχανικά κτίρια και κατοικίες. Ειδικότερα, δεν καταλαμβάνει την τελευταία θέση το ερώτημα: «Πώς μπορεί να είναι εγγυημένο ότι θα αποτραπεί μια προοδευτική κατάρρευση;» Και αυτό δεν είναι τυχαίο, γιατί τέτοια ατυχήματα επιφέρουν τις πιο σημαντικές υλικές απώλειες και προκαλούν βαθιές αρνητικές κοινωνικές συνέπειες. Εξάλλου, τέτοια ατυχήματα μπορεί να πάρουν εκατοντάδες, ακόμη και χιλιάδες ζωές.

Η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη προς τρεις κατευθύνσεις:

• ανάπτυξη ιδανικών συνδέσεων μεταξύ δομικών στοιχείων;
• δημιουργία δομικών στοιχείων για μέγιστη αξιοπιστία;
• βέλτιστα αποφρακτικός συνολικός σχεδιασμός κτιρίων (κατασκευών).

Τα γραφεία μελετών, οι εταιρείες ειδικών κατασκευών και ερευνών δεν μετατρέπουν την έρευνά τους σε τεχνογνωσία, οι τελευταίες δημοσιεύονται και συνοψίζονται. Και αυτό είναι κατανοητό, γιατί το πρόβλημα του λογισμικού δεν είναι μόνο εποικοδομητικό, αλλά και κοινωνικά σημαντικό. Ωστόσο, οι κανονισμοί πρέπει ακόμη να βελτιωθούν. Επιπλέον, η ετερόκλητη εμπειρία των ειδικών στον τομέα της διάγνωσης πιθανού λογισμικού θα πρέπει πρώτα να τυποποιηθεί και να επικαιροποιηθεί και στη συνέχεια να μετατραπεί σε πρακτικές προληπτικές διαγνώσεις, που διεξάγονται σε προγραμματισμένη, τακτική και μη εμπορική βάση.

Προφανώς, τώρα ο υπολογισμός του λογισμικού θα πρέπει να γίνει πιο προσιτός και ευκολότερος για τους ιδιοκτήτες οικιστικών και βιομηχανικών περιουσιακών στοιχείων στη διαδικασία. Άλλωστε υπάρχει το πρόβλημα της γήρανσης του οικιστικού αποθέματος και σε τέτοια ατυχήματα μιλάμε για απώλειες ανθρώπινων ζωών.

Ένα καθιερωμένο σύστημα προκαταρκτικών πληρωμών για λογισμικό, εάν δικαιολογείται νομικά και όντως κυκλοφορήσει, θα γινόταν αποτελεσματικό εργαλείο για την πρόληψη νέων τραγωδιών.

Ίσως η έγκαιρη πρόληψη μπορεί να αποτρέψει τέτοιο λογισμικό όπως η κατάρρευση της εισόδου ενός κτιρίου κατοικιών στις 31 Δεκεμβρίου 2018 στο Magnitogorsk, που σκότωσε 39 άτομα. Κανονικά, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένας κατάλογος καταστάσεων όταν, όχι μόνο αναγκαστικά, αλλά και επειγόντως, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ένας υπολογισμός για μια προοδευτική κατάρρευση. Η ανάγκη για έναν τέτοιο υπολογισμό είναι ιδιαίτερα επείγουσα όταν ο ιδιοκτήτης του διαμερίσματος αποφασίζει να ανακαινίσει, συχνά αγνοώντας ότι επηρεάζει τα φέροντα δομικά στοιχεία. Αυτή η ανεξέλεγκτη παραβίαση προκάλεσε το παραπάνω λογισμικό.