Особенности применения метода предельных состояний к расчету конструкций в аварийных ситуациях

Abstract

RU: Целью статьи является иллюстрация некоторых специфических особенностей применения метода предельных состояний для расчета конструкций в аварийных ситуациях. Актуальность исследования. В нормах проектирования нагрузки и воздействия, возникающие в аварийных ситуациях, рассматриваются как эпизодические, учет которых осуществляется в соответствующих аварийных сочетаниях. Сами методы расчета при этом остаются такими же, как и в обычных проектных ситуациях. Для целого ряда уникальных зданий и сооружений такой подход к расчету приводит к необоснованному завышению металлоемкости несущих конструкций. В статье рассмотрены примеры расчета несущих стальных конструкций в аварийных ситуациях по полному исчерпанию несущей способности, что позволяет существенно снизить металлоемкость и стоимость. Методы исследования: реализация предложенных в статье алгоритмов осуществлена применительно к стальным балкам. С использованием инженерных методов определяются количественные оценки предельных нагрузок для балок, соответствующие тем или иным нормативным требованиям(нормативным предельным состояниям). Результаты: получены количественные оценки предельных нагрузок, показывающие, что расчет несущих конструкций в аварийных ситуациях по полному исчерпанию их несущей способности позволяет в отдельных случаях существенно повысить предельно допустимую нагрузку. Практическая значимость: общие принципы приведенных в статье алгоритмов могут быть распространены на целый ряд других несущих конструкций, которые должны проектироваться с учетом возможной реализации той или иной аварийной ситуации, придерживаясь таких алгоритмов, можно существенно снизить материалоемкость и стоимость зданий и сооружений.

UK: Метою статті є ілюстрація деяких специфічних особливостей застосування методу граничних станів для розрахунку конструкцій в аварійних ситуаціях. Актуальність дослідження. У нормах проектування навантаження і впливи, що виникають в аварійних ситуаціях, розглядаються як епізодичні, облік яких здійснюється у відповідних аварійних сполученнях. Самі методи розрахунку при цьому залишаються такими ж, як і в звичайних проектних ситуаціях. Для цілого ряду унікальних будівель і споруд такий підхід до розрахунку призводить до необґрунтованого завищення металоємності несучих конструкцій. У статті розглянуті приклади розрахунку несучих сталевих конструкцій в аварійних ситуаціях за повного вичерпання несучої здатності, що дозволяє істотно знизити металоємність і вартість. Методи дослідження: реалізація запропонованих в статті алгоритмів здійснена стосовно сталевих балках. З використанням інженерних методів визначаються кількісні оцінки граничних навантажень для балок, відповідні тим чи іншим нормативним вимогам (нормативним граничними станами). Результати: отримані кількісні оцінки граничних навантажень, які показують, що розрахунок несучих конструкцій в аварійних ситуаціях за повного вичерпання їх несучої здатності дозволяє в окремих випадках суттєво підвищити гранично допустиме навантаження. Практична значимість: загальні принципи наведених у статті алгоритмів можуть бути поширені на цілий ряд інших несучих конструкцій, які повинні проектуватися з урахуванням можливої реалізації тієї чи іншої аварійної ситуації, дотримуючись таких алгоритмів, можна істотно знизити матеріаломісткість і вартість будівель і споруд.

EN:The aim of the article is to illustrate some of the specific features of the method for calculating the limit states of structures in emergency situations. The relevance of research. The standards of design loads and forces encountered in emergency situations shall be considered as incidental, which are accounted in their respective emergency combinations. Themselves with the calculation methods are the same as in conventional design situations. For a number of unique buildings and structures the approach to the calculation results in an unjustified overestimation of metal bearing structures. In the article the examples of calculation of load-bearing steel structures in emergency situations, the full depletion of load-bearing capacity, which significantly reducesmetal consumption, and cost. Methods:implementation of the proposed article algorithms implemented in relation to steel beams. With the use of engineering methods are determined by quantitative evaluation of the limit loads for beams, corresponding to various regulatory requirements (regulatory limit states). Results:Quantitative evaluation of maximum loads, indicating that the calculation of load-bearing structures in emergency situations, the full exhaustion of their bearing capacity allows, in some cases significantly increase the maximum allowable load. Practical value:the general principles contained in Article algorithm can be extended to a number of other supporting structures, which should be designed taking into account the possible implementation of a particular emergency, adhering to such algorithms, it is possible to significantly reduce the consumption of materials and the cost of buildings and structures.