Численное моделирование податливых опор в виде труб кольцевого сечения при статическом и кратковременном динамическом нагружении

В последнее время участились случаи экстремальных природных и техногенных воздействий на здания и сооружения в результате взрыва конденсированных взрывчатых веществ либо взрывного горения газо-, паро- или пылевоздушных смесей. Последствия таких событий влекут за собой большие человеческие и экономические потери, а методы их решения не всегда эффективны и рациональны. Целью настоящей работы является изучение способа повышения взрывобезопасности строительных конструкций вследствие податливости опор. В работе представлены результаты численных исследований прочности и деформативности податливых опор в виде труб кольцевого сечения при статическом и кратковременном динамическом нагружении. Проведена оценка степени влияния податливых опор, имеющих три характерные стадии деформирования: упругую, упругопластическую, упругопластическую с отвердением. Изложена методика численных исследований. Установлено, что жесткость податливых опор существенно влияет на их НДС. При увеличении жесткости сминаемых вставок зависимость между нагрузкой и деформированием опоры в упругой и пластической стадиях имеет линейных характер. Установлено значительное снижение динамической реакции и увеличение времени деформирования податливых опор при увеличении их пластической составляющей, что позволяет полагать возможность их применения в качестве опорных устройств для железобетонных изгибаемых и сжато-изгибаемых конструкций.

податливые опоры, прочность, деформативность, численное моделирование, статическая нагрузка, динамическая нагрузка, yielding supports, strength, deformability, numerical simulation, static load, dynamic load

1. Кумпяк, О.Г. Прочность сжато-изгибаемых железобетонных конструкций по наклонным сечениям на податливых опорах при динамическом нагружении / О.Г. Кумпяк, Н.В. Мещеулов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2014. - № 6. - С. 70-80.

2. Poonaya, S. An Analysis of Collapse Mechanism of Thin-Walled Circular Tubes Subjected to Bending / S. Poonaya, C. Thinvongpituk, U. Teeboonma // Proceedings of WASET. - 2007. - № 26. - P. 329-334.

3. Constitutive and geometric nonlinear models for the seismic analysis of rc structures with energy dissipators / P. Mata, A. Barbat, S. Oller, R. Boroschek // Arch. comput. methods eng. - 2008. - № 15. - P. 489-539.

4. Olabi, A. Metallic tube type energy absorbers: A synopsis/ A. Olabi, E. Morris, M, Hashmi // Journal of Thin-Walled Structures. - 2008. - № 45. - P. 706-726.

5. Marzbanrad, J. An energy absorption comparison of square, circular, and elliptic steel and aluminum tubes under impact loading / J. Marzbanrad, M. Mehdikhanlo, A. Saeedi Pour // Turkish J. Eng. Env. Sci. - 2009. - № 33. - P. 159-166.

6. Kumpyak, O.G. Strength of concrete structures under dynamic loading/ O.G. Kumpyak, Z.R. Galyautdinov, D.N. Kokorin // Advanced Materials in Technology and Construction : II All-Russian Scientific Conference of Young Scientists. - 2015. - № 1698.

7. Experimental analysis and modeling of two-way reinforced concrete slabs over different kinds of yielding supports under short-term dynamic loading / B. Chiaia, O.G. Kumpyak, L. Placidi, V.B. Maksimov // Engineering Structures. - 2015. - № 96. - P. 88-99.

8. Расторгуев, В.С. Применение динамических гасителей колебаний при взрывных воздействиях / В.С. Расторгуев // Строительная механика и расчет сооружений. - 2009. - № 1. - С. 50-57.

9. Кумпяк, О.Г. Прочность и деформативность железобетонных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении / О.Г. Кумпяк, З.Р. Галяутдинов, Д.Н. Кокорин. - Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2016. - 272 с.

10. Kumpyak, O.G. Deformability of oblique section of RC beams on yielding supports under dynamic impact/ O.G. Kumpyak, N.V. Meshcheulov / Youth, Science, Solutions: Ideas and Prospects : IV International Young Researchers Conference. - 2017. -№ 1800.