Упрощенный расчет конструкций на взрывоустойчивость по AISC Steel Design Guide 26
Техническая статья
-
01
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
01
Отраженный угол падения взрывной волны
-
01
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
01
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
01
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
01
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
01
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
01
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
01
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
01
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
01
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
01
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
02
Отраженный угол падения взрывной волны
-
02
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
02
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
02
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
02
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
02
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
02
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
02
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
02
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
02
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
02
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
02
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
03
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
03
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
03
Отраженный угол падения взрывной волны
-
03
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
03
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
03
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
03
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
03
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
03
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
03
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
03
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
03
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
04
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
04
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
04
Отраженный угол падения взрывной волны
-
04
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
04
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
04
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
04
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
04
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
04
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
04
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
04
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
04
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
05
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
05
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
05
Отраженный угол падения взрывной волны
-
05
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
05
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
05
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
05
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
05
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
05
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
05
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
05
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
05
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
06
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
06
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
06
Отраженный угол падения взрывной волны
-
06
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
06
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
06
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
06
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
06
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
06
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
06
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
06
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
06
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
07
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
07
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
07
Отраженный угол падения взрывной волны
-
07
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
07
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
07
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
07
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
07
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
07
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
07
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
07
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
07
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
08
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
08
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
08
Отраженный угол падения взрывной волны
-
08
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
08
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
08
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
08
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
08
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
08
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
08
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
08
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
08
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
09
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
09
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
09
Отраженный угол падения взрывной волны
-
09
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
09
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
09
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
09
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
09
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
09
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
09
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
09
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
09
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Взрывные нагрузки от высокоэнергетических взрывчатых веществ, как случайные, так и преднамеренные, встречаются редко, но могут быть включены в требования к расчету конструкций. Такие динамические нагрузки отличаются от обычных статических нагрузок своими значительными величинами и очень короткой продолжительностью. Сценарий взрыва можно смоделировать прямо в программе МКЭ с помощью анализа изменений во времени, и таким образом минимизировать гибель людей и оценить степень повреждения зданий.
Руководство AISC Steel Design Guide 26 - Design of Blast Resistant Structures (Расчет взрывоустойчивых конструкций) [1] и особенно пример 2.1 - Предварительная оценка взрывоустойчивости одноэтажной конструкции - является идеальным справочным материалом для инженеров в упрощенном приложении нагрузок для расчета взрывоустойчивости.
Идеализированная временная диаграмма давления взрывной нагрузки
Идеализированная диаграмма зависимости давления от времени показывает, как сжимающая сила изменяется во времени после взрыва.
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Некоторые из наиболее важных параметров отображаются непосредственно на диаграмме, в том числе:
- Пиковое избыточное давление (Pr или Pso) ... мгновенное значение давления, которое получает конструкция в дополнение к атмосферному давлению.
- Продолжительность положительной фазы (td) ... период времени, в течение которого давление возвращается к давлению окружающего пространства.
- Положительный импульс (I) ... общая энергия давления, приложенного в течение положительного периода, рассчитывается по площади под кривой.
- Продолжительность отрицательной фазы (td-) ... период времени после положительной фазы, в котором давление падает ниже атмосферного.
Следует отметить, что идеализированная диаграмма зависимости давления от времени отображает две различные кривые, а именно «боковую взрывную нагрузку» и «отраженную взрывную нагрузку», которые обозначены пунктирной линией и сплошной линией соответственно. Боковая взрывная нагрузка (также называемая взрывной нагрузкой свободного поля) обозначена индексом «so», который обычно применяется в литературе. Это указывает на то, в какой зоне взрывная нагрузка распространяется скорее параллельно поверхности, чем перпендикулярно. Фактически нагрузка захлестнет поверхность без каких-либо препятствий. Примером может служить боковая стена, параллельная взрывной нагрузке, или задняя стена, которая не подвергается прямому воздействию взрыва.
В свою очередь, отраженная взрывная нагрузка, обозначенная индексом «r», возникает тогда, когда взрывная волна ударяется о непараллельную наклонную поверхность. Для определения значения отраженного давления Pr можно применить следующее уравнение.
Pr = Cr Pso
где Pso - это тангенциальное давление, а Cr - коэффициент отражения. Cr является функцией угла падения волны и тангенциального давления. На рисунке далее показано, каким образом можно рассчитать угол падения с учетом начального направления взрывной волны и волны, отраженной перпендикулярно поверхности.
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
После нахождения значения угла падения мы можем применить рисунок 2-193, содержащийся в критериях United Facilities Criteria (UFC) 3-340-02-Конструкции, устойчивые к воздействиям случайных взрывов [2], для определения значения Cr на основе пикового аварийного избыточного давления.
Упрощенная временная диаграмма давления взрывной нагрузки
Для выполнения расчета идеализированное изображение, указанное выше, было упрощено до треугольного распределения с мгновенным подъемом и линейным спадом в положительной фазе. Для того, чтобы избежать идеализированного распределения пикового избыточного давления и импульса (площадь под кривой), аппроксимируем условный промежуток времени te - te = 2(I/P).
Ранее были выполнены обширные исследования по определению взаимосвязи между весом заряда, расстоянием между конструкцией и взрывом и параметрами взрыва, заданными на диаграмме давление-время. В технических руководствах, таких как источник [2], содержатся параметры ударной волны в виде функции масштабированного расстояния, в форме эмпирических параметрических кривых взрыва.
Для упрощения, у простых конструкций часто не учитывается отрицательная фаза, так как не играет большой роли в расчете на взрывоустойчивость. Не смотря на это, отрицательная фаза приобретает более важное значение в случае, когда конструктивные элементы слабее в направлении обратной нагрузки или имеют короткий основной период по отношению к длительности нагрузки.
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Дополнительные переменные, которые могут повлиять на расчет взрывоустойчивости, не учитывались в контексте данной статьи, например, влекущая сила от ветра или динамического давления, смежные ограждающие здания (снижение нагрузки) и отражение (усиление нагрузки), а также внутренние нагрузки от проникновения взрывной волны в проемы конструкции.
AISC Design Guide 26 - Пример 2.1 в программе RFEM
AISC Design Guide 26 - Пример 2.1 [1] является идеальным справочным примером для применения анализа взрывных нагрузок в программе RFEM, который содержит вышеизложенные условия. В примере приведена стальная конструкция одноэтажного здания размером 50 футов (W)⋅ 70 футов (L) ⋅ 15 футов (H). По ширине здания в программе RFEM смоделированы жесткие рамы с горячекатаными W-образными профилями, а по длине неразрезные рамы также с W-образным профилем. Промежуточные ригели и прогоны выполнены в модели из горячекатаных С-образных профилей. Фасад здания выполнен из ребристых металлических панелей.
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Взрыв содержит вес заряда 500 фунтов и происходит немного выше уровня земли в 50 футах от передней части конструкции. На основе данной информации рассчитывается масштабированное расстояние Z по следующему уравнению.
Масштабированное расстояние до фронта
[SCHOOL.SCHOOLORINSTITUTION] | Расстояние от элемента до нагрузки |
w | Вес эквивалентной нагрузки в тротиловом эквиваленте |
Фасадная стена
С помощью масштабированного расстояния можно по рисунку 2-15 из [2] напрямую определить параметры положительной взрывной волны, перечисленные ниже в таблице 1, для отраженного и бокового давления.
Параметры взрывной нагрузки | по рисунку 2-15 [2] | расчетное значение |
---|---|---|
отраженное пиковое давление (+) | Pr = 79,5 фунт/кв. дюйм | - |
боковое пиковое давление (+) | Pso = 24,9 фунт/кв. дюйм | - |
отраженный импульс (+) | Ir = 31,0W1/3 | Ir = 246 фунт/кв. дюйм мс |
боковой импульс (+) | Iso = 12,1W1/3 | Iso = 96,0 фунт/кв. дюйм мс |
время подхода волны | ta = 1,96W1/3 | ta = 15,6 мс |
длительность экспоненциальной нагрузки (+) | td = 1,77W1/3 | td = 14,0 мс |
скорость фронта ударной волны | U = 1,75 фут/мс | - |
Поскольку фасадная стена обращена непосредственно к начальному взрыву, то к данной поверхности применяются «отраженные» переменные из таблицы 1. Упрощенный подход с применением треугольника требует того, чтобы эквивалентная длительность была рассчитана таким образом, чтобы гарантировать сохранение импульса (площадь под кривой) в течение положительной фазы.
te,r = 2Ir / Pr = 2(246 фунт/кв.дюйм мс) / 29,5 фунт/кв.дюйм = 6,19 мс
Начальная временная диаграмма давления теперь докончена для фасадной стены.
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Боковые стены и кровля
Для упрощения задачи масштабированное расстояние Z, рассчитанное для фасадной стены, применено для определения переменных взрыва у боковых стен и кровли здания. Поэтому для определения параметров временной диаграммы давления для данных разрезов здания используются боковые значения в таблице 1. Более подробный расчет можно выполнить для учета ослабления ударной волны в зависимости от расстояния от взрыва до боковой стены и кровли.
Эквивалентная продолжительность te рассчитывается с помощью "боковых" переменных.
te,so = 2Iso / Pso = 2(96,0 фунт/кв.дюйм мс) / 24,9 фунт/кв.дюйм = 7,71 мс
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Задняя стена
Масштабированное расстояние Z для задней стены изменено с учетом длины здания. Теперь расстояние равно 50 футов + 70 футов, что в сумме составляет 120 футов. Поэтому Z рассчитывается следующим образом.
Масштабированное расстояние до задней стены
[SCHOOL.SCHOOLORINSTITUTION] | Расстояние от элемента до нагрузки |
w | Вес эквивалентной нагрузки в тротиловом эквиваленте |
Рисунок 2-15 [2] можно снова использовать для нахождения параметров положительной взрывной волны, перечисленных в таблице 2 для бокового давления.
Параметры взрывной нагрузки | по рисунку 2-15 [2] | расчетное значение |
---|---|---|
боковое пиковое давление (+) | Pso = 4,60 фунт/кв.дюйм | - |
боковой импульс (+) | Iso = 5,54W1/3 | Iso = 44,0 фунт/кв.дюйм мс |
время подхода волны | ta = 8,32W1/3 | ta = 66,0 мс |
продолжительность экспоненциальной нагрузки (+) | td = 3,11W1/3 | td = 24,7 мс |
скорость фронта ударной волны | U = 1,26 фут/мс | - |
Эквивалентную продолжительность te для задней стены можно рассчитать с помощью соответствующих переменных, упомянутых выше.
te,so = 2Iso / Pso = 2(44,0 фунт/кв.дюйм мс) / 4,60 фунт/кв.дюйм = 19,1 мс
Поскольку высота задней стены составляет 15 м над уровнем земли, на котором происходит взрыв, то мгновенного повышения давления не происходит. Скорее будут применены скорость ударной волны, высота задней стены и время подхода для расчета времени достижения пикового давления t2.
t2 = L1 / U + ta = 15,0 фута / 1,26 фута/мс + 66,0 мс = 77,9 мс
Теперь мы можем найти время окончания взрывной нагрузки tf.
tf = t2 + te,so = 77,9 мс + 19,1 мс = 97,0 мс
Если объединить все переменные, рассчитанные выше для задней стены, то временная диаграмма давления для данного разреза здания будет докончена.
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Резюме по взрывной нагрузке
Фасадные, боковые стены и кровля, а также задние стены могут быть составлены таким образом, чтобы отобразить зависимость общего давления от времени и показать, как взрывная волна повлияет на различные части конструкции с течением времени.
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Данную информацию можно ввести в программу RFEM и дополнительный модуль RF-DYNAM Pro-Forced Vibrations для определения параметров временной диаграммы.
Применение в программе RFEM
После определения параметров временных диаграмм давления для различных частей здания эти данные можно передать в дополнительный модуль RF-DYNAM Pro-Forced Vibrations в программе RFEM.
Дополнительный модуль RF-DYNAM Pro-Natural Vibrations требуется для определения периодов свободных колебаний, собственных частот и форм колебаний конструкции для того, чтобы можно было выполнить анализ изменения параметров по времени. Данная часть анализа не будет объяснена подробно в рамках нашей технической статьи.
Для расчета изменения параметров во времени в программе RFEM применяется общая распределенная нагрузка в виде трех отдельных загружений для моделирования местоположения взрывной нагрузки, включая загружение 1 - фасадная стена, загружение 2 - боковая стена/кровля и загружение 3 - задняя стена. Величина 1 тыс.фунтов/фут2 используется только в качестве временного значения, так как это значение в дальнейшем будет зависеть от функции изменений во времени.
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
В модуле RF-DYNAM Pro- Forced Vibrations временные диаграммы определяются для каждой области конструкции.
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Обратите внимание, что каждая временная диаграмма отражает информацию, указанную выше, например, пиковое давление и эквивалентную продолжительность для фасадной стены, боковых стен/крыши и задней стены.
Как только параметры временных диаграмм найдены, общие распределенные нагрузки в RFEM будут напрямую связаны с соответствующей диаграммой.
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для передней части
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
Перед выполнением анализа необходимо задать дополнительные переменные в дополнительном модуле, например, в расчете нужно использовать решатель линейного неявного анализа Ньюмарка, максимальную длительность временного анализа 0,5 сек. и временной шаг 0,001 сек. Кроме того, в дополнительном модуле задаются коэффициенты затухания Релея a и β, при этом используется угловая частота из двух доминирующих форм колебаний, рассчитанная по анализу собственной частоты вместе с коэффициентом затухания Лера, равным 2 %.
Теперь у нас есть вся необходимая информация для временного анализа взрыва и можно выполнить расчет в RFEM и RF-DYNAM Pro. С помощью инструментов оценки, таких как мониторинг изменений во времени в программе RFEM, можно выполнить оценку реакции и безопасности конструкции в течение взрыва. Наглядный показ примера 2.1 из AISC Design Guide 26 [1] в программе RFEM вы найдете в записи вебинара Анализ изменений во времени в течение взрыва в программе RFEM.
-
Анализ изменений во времени при взрыве стальной конструкции
-
Идеализированная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Отраженный угол падения взрывной волны
-
Упрощенная диаграмма изменения давления во времени взрыва
-
Руководство по проектированию AISC 26 - Пример 2.1 Стальная конструкция в RFEM
-
Диаграмма зависимости давления от времени для боковых стен и кровли
-
Диаграмма зависимости давления от времени для задней стенки
-
Комбинированная диаграмма зависимости давления от времени
-
Нагрузка на поверхность лицевой стороны перпендикулярно взрывной нагрузке
-
Настройки временной диаграммы в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
-
Настройки временной диаграммы и нагрузки на поверхность в RF -DYNAM Pro - Forced Vibrations
Автор

Amy Heilig, PE
Генеральный директор - Офис в США
Инженер по продажам и технической поддержке
Эми Хейлиг - генеральный директор американского офиса, расположенного в Филадельфии, штат Пенсильвания. Кроме того, она занимается продажами и технической поддержкой, а также продолжает помогать в разработке программ Dlubal Software для североамериканского рынка.
Ключевые слова
Динамика Временная диаграмма Ударная волна Взрыв МКЭ AISC DG 26 UFC 3-340-02
Литература
Ссылки
- Вебинар | Анализ изменений во времени в программе RFEM
- Программы для динамического и сейсмического расчета
Добавить комментарий...
Добавить комментарий...
- Просмотры 1879x
- Обновления 27. октября 2021
Контакты
У вас есть дополнительные вопросы или вам нужен совет? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте, в чате или на форуме или найдите предлагаемые решения и полезные советы на странице часто задаваемых вопросов, доступной круглосуточно.

Новый
Функции аддона модального анализа для RFEM 6
Динамический расчет в RFEM 6 и RSTAB 9 разделен на несколько аддонов. В данной статье будут представлены некоторые основные функции аддона Modal Analysis для RFEM 6/RSTAB 9.
-
Мне нужно много собственных мод, чтобы получить в сумме 90% эффективной модальной массы. Могу ли я ограничить количество форм колебаний для создания эквивалентных нагрузок?
- Доступно ли в программе RFEM 5/RSTAB 8 Немецкое национальное приложение 2021‑07 к Еврокоду 8?
- Можно ли экспортировать спектр реакций из программы RFEM 6 и использовать его, например, в программе RFEM 5?
- Как можно пренебречь массами в модальном расчете в RFEM 6/RSTAB 9?
- Как в модальном анализе проанализировать выход из работы объекта, такого как колонна?
- Где можно в RFEM 6/RSTAB 9 настроить стандартизацию формы колебаний?
- Почему результаты модального расчета для начального предварительного напряжения и нагрузки на поверхность отличаются?
- Как выполнить расчет землетрясений в программе RFEM 6 и RSTAB 9?
- Как отобразить формы колебаний в программе RFEM 6 и RSTAB 9?
- Модули RF-/DYNAM Pro - Forced Vibrations и RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads выполняют мультимодальный анализ спектра реакций. В чем отличия?
Все семейства