Прогресуюче обвалення

Система відповідає діючим рекомендаціям для моделювання поведінки конструкцій будівель та споруд у випадку аварійних впливів, яківизвали локальні руйнування окремих несучіх елементів.

Розрахунок на прогресуюче обвалення може бути здійснено

Розрахунку на стійкість до прогресуючого обвалення (динамічна постановка)

Квазістатичним методом

у лінійній та нелінійній постановках. З використанням системи «Монтаж» для отримання коректного напружено-деформованого стану конструкцій на момент часу перед вітказом елементу, і наступним автоматичним прикладанням обчислених реакцій від елементу, що видаляється (зі зворотнім знаком) з урахуванням заданого коефіцієнту динамічності.

Динамічниим методом

прямого інтегрування рівнянь руху в часі в лінійній та нелінійній постановках. Розрахунок можно здійснити з урахуванням історії навантаження/зведення, завершуючою стадією якого є автоматична генерація і прикладання імпульсного навантаження у вказаний проміжок часу. Даний метод дозволяє врахувати і ефекти демпфування.

Нагрузки и комбинации нагрузок

Завдання законів нелінійного деформування для основного та армуючого матеріалів

Навантаження для розрахунку на прогресуюче обвалення задається нормативним тривалим. Для того, щоб перейти від розрахункових навантажень до нормативних тривалих є можливість для кожної стадії зведення вказати коефіцієнт переходу. У зв'язку з цим перезадавати навантаження немає необхідності.

Для динамічної постановки комбінації РСЗ формуються автоматично:

  • Можливість управління механізмом формування РСЗ для задач динаміки у часі, а саме, врахування коефіцієнту відповідальності будівлі/споруди, створення РСЗ для передісторії попереднього динамічного впливу (група А1) і вибір групи зусиль для динамічного завантаження (група В1 для розрахунку на пульсацію вітру, гармонійний вплив; група С1 – розрахунок на сейсміку, акселерограми; група D1 – розрахунок на аварійне навантаження, вибух, удар, відмова елементів при розрахунку на прогресуюче обвалення).
  • Для задач із використанням крокового методу передбачена можливість формування груп РСЗ. Вибір групи доступний для кожної історії навантаження (групи А1-D1 та А2-D2). РСЗ використовувані для розрахунку конструювання відповідають зусиллям на останньому етапі історії.

Жорсткості та матеріали

Розрахункова схема зі згенерованою нелінійною жорсткістю за даними конструювання

Автоматичне формування нелінійних діаграм роботи матеріалів із яя задачі лінійного розрахунку з підібраним армуванням з урахуванням обраного виду розрахунку (за групою РСЗ) та виду закону нелінійного деформування. Для розрахунку няпрогресуюче обвалення це буде група D1 – особливе сполучення (без сейсміки). Для цього при побудові діаграм будуть враховані нормативні характеристики матеріалів та задані додаткові коефіцієнти умов роботи та граничні деформації.

Заміна жорсткостей за даними конструювання
Завдання законів нелінійного деформування для основного та армуючого матеріалів

Розрахунок можна виконувати з урахуванням фізичної (пластичність, повзучість та ін.), геометричної, генетичної (послідовність зведення) та конструктивної нелінійностей. Застосування різних видів нелінійності при виконанні розрахунку на прогресуюче обвалення дозволяє врахувати деякі фактори роботи конструкцій та отримати коректні зусилля в її елементах (особливо з урахуванням подібного екстремального впливу, коли порівняно з експлуатаційним режимом роботи істотно змінюється характер роботи конструкцій).

Завдання закону нелінійного деформування для сталевих перерізів

Використання крокових та ітераційних фізично нелінійних скінченних елементів

Приклад роботи ітераційних КЕ із розвантаженням

Ітераційні фізично нелінійні КЕ (стержневі, пластинчасті та об'ємні), з урахуванням розвантаження реалізують теорію пружно-пластичності та можуть застосовуватися як для статичних, так і для динамічних розрахунків. Найбільш актуальне використання ітераційних фізично нелінійних скінченних елементів у розрахунках сейсмостійкого будівництва та прогресуючого обвалення. Врахування пластичної роботи конструкцій дозволяє суттєво підвищити економічність проектних рішень. Реалізовано 2 методи розвантаження: метод 1 – піко-орієнтована гістерезисна модель, метод 2 – модель з ізотропним зміцненням. Врахування пластичної роботи матеріалів, розвантаження по початковому модулю пружності.

Переваги використання ітераційних КЕ при вирішенні фізично нелінійних задач

  • ітераційний елемент не візьме на себе зусилля вище за межу несучої здатності;
  • дають можливість урахування гілки розвантаження матеріалу по початковому модулю пружності;
  • при руйнуванні не відбувається фіксації накопичених зусиль, що передують стадії руйнування;
  • для розрахунку завдань динаміки у часі немає “запізнювання”, тобто проблем відповідності накопичених зусиль та переміщень;

У розрахунковій моделі споруди слід враховувати реальну діаграму роботи матеріалу конструкцій та їх стиків

Нелінійні шарніри у розрахунках на прогресуюче обвалення (завдання вихідних даних) Нелінійні шарніри у розрахунках на прогресуюче обвалення (результати розрахунку)

КЕ 295, 296 (одно-, дво-вузловий), дозволяють моделювати нелінійні шарніри (КЕ з довільною кусочно-лінійною діаграмою роботи), для кожного з напрямків роботи задається свій графік. Схема завантаження-розвантаження "Basic rules for peak-oriented hysteretic model". Дані КЕ можуть використовуватися для граничної рівноваги стержневих конструкцій. Під розрахунком граничної рівноваги розуміється нелінійний розрахунок конструкцій, який дозволяє змоделювати поведінку конструкцій під впливом різних типів навантажень, що виникають внаслідок землетрусу, прогресуючого обвалення та ін. Нелінійні шарніри розглядаються як незалежні нелінійні сполуки у бік кожного ступеня свободи у перерізі, тобто взаємодія між різними ступенями свободи ігнорується

Завдання умов обпирання

Демпфування по Релею дозволяє врахувати здатність будівель та споруд розсіювати енергію за рахунок матеріального демпфування при видаленні елемента конструкції (розрахунок прогресуючого обвалення у динамічній нелінійній постановці методом прямого інтегрування рівнянь руху в часі). Коефіцієнти Релея можна обчислити автоматично за заданими частотами та декрементом коливань.

Cценарії моделювання прогресуючого руйнування

Формування огинальних РСЗ для задач із різними сценаріями прогресуючого обвалення
За допомогою системи Інтеграція задач (МЕТЕОР) є можливість формування огинаючих РСЗ для задач з різними сценаріями прогресуючого обвалення. З метою подальшої перевірки прийнятих конструктивних рішень.

Результати розрахунку

Демонстрація результатів розрахунку на прогресуюче обвалення у динамічній постановці

Одним із результатів розрахунку є обчислені зусилля у всіх елементах схеми, які можна використовувати для виконання конструктивних розрахунків. Для лінійних і нелінійних розрахункових моделей, крім можливості виконати перевірку несучої здатності перерізів, також доступний підбір армування та підбір сталевих перерізів.

Таким чином, в результаті чисельного моделювання можна отримати якісну оцінку стійкості конструкції до прогресуючого обвалення, а також зіставити між собою різні сценарії обвалення з метою виявлення слабких місць.

Оцініть можливості

Якщо у вас все ще є сумніви, завантажте демонстраційну версію та спробуйте або зв'яжіться з нашою службою підтримки для отримання більш детальної інформації.

Демонстраційна версія або Запросити онлайн-презентацію