ДОПУЩЕНИЯ МЕТОДА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛЛАНСА И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ ОШИБКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-140-2-51-65Ключевые слова:
метод энергетического баланса, живучесть, ошибка моделированияАннотация
Моделирование поведения конструктивной системы после внезапного удаления колонны рекомендуют выполнять, опираясь, как правило, на подходы нелинейной динамики для конкретной истории нагружения. Альтернативно, при данном сценарии угрозы (удалении колонны) доступен упрощенный метод анализа поврежденной конструктивной системы, определяемый как метод энергетического баланса. В общем случае метод энергетического баланса (EBM-метод) включает нелинейный статический анализ с пошаговым приложением контролируемого перемещения в узле с удаленным элементом и упрощенную процедуру определения динамической реакции системы на основе её энергетического баланса, что принято рассматривать как компромисс между точностью и сложностью. Метод энергетического баланса позволяет получить значение максимального динамического перемещения контрольной точки рассматриваемой конструктивной системы при установленном уровне нагрузки. Этот параметр является достаточным для оценивания живучести конструктивной системы, т. к. основная идея состоит в том, чтобы избежать разрушения и, следовательно, получить максимальное значение допустимого отклика. Для реальной конструкции с бесконечным числом степеней свободы упрощенный метод даёт приблизительный результат, который, однако адекватно отражает результаты, полученные «строгими» методами динамического нелинейного анализа с учётом истории нагружения. Неявная ошибка, содержащаяся в результатах при применении метода энергетического баланса, возникает главным образом из-за ряда упрощений и допущений, которые подробно рассмотрены в настоящей статье.
Библиографические ссылки
Xu, G. Q. An energy-based partial pushdown analysis procedure for assessment of disproportionate collapse potential / G. Q. Xu, B. R. Ellingwood // Journal of Constructional Steel Research. – 2011. – Vol. 67. – P. 547–555.
Progressive collapse of multi-storey buildings due to sudden column loss—Part I: Simplified assessment framework / B. A. Izzuddin, A. G. Vlassis, A. Y. Elghazouli, D. A. Nethercot // Engineering Structures. – 2008. – Vol. 30. – P. 1308–1318.
Herraiz, B. Energy-based method for sudden column failure scenarios: Theoretical, numerical and experimental analysis / B. Herraiz, T. Vogel, J. Russell // IABSE Workshop Helsinki 2015 : Safety, Robustness and Condition Assessment of Structures; International Association for Bridge and Structural Engineering IABSE: Helsinki, Finland, 2015. – P. 70–77.
Bredow, R. Computer analysis of dynamic reliability of some concrete beam structure exhibiting random damping / R. Bredow, M. Kaminski // International Journal of Applied Mechanics and Engineering. – 2021. – Vol. 26, № 1. – P. 45–64.
Quantification of model uncertainties of the energy-based method for dynamic column removal scenarios / L. Ding, Van R. Coile, W. Botte, R. Caspeele // Engineering Structures. – 2021. – Vol. 237. – P. 112057.
Wang, C. H. Study on nonlinear damping behavior of damaged recycled aggregate concrete beams / C. H. Wang, J. Z. Xiao, C. F. Liang // Structural Concrete. – 2021. – Vol. 22. – P. 1429–1444. – DOI: 10.1002/suco.202000707.
Charney, F. A. Unintended consequences of modeling damping in structures / F. A. Charney // Journal of Structural Engineering. – 2008. – Vol. 134. – P. 581–592.
Hall, J. F. Problems encountered from the use (or misuse) of Rayleigh damping / J. F. Hall // Earthquake Engineering & Structural Dynamics. – 2006. – Vol. 35. – P. 525–545.
Hybrid Framework for Simulating Building Collapse and Ruin Scenarios Using Finite Element Method and Physics Engine / Z. Zheng, Y. Tian, Z. B. Yang, X. Z. Lu // Applied Sciences. – 2020. – Vol. 10. – P. 4408.
Russell, J. M. Experimental investigation on the dynamic response of RC flat slabs after a sudden column loss / J. M. Russell, J. S. Owen, I. Hajirasouliha // Engineering Structures. – 2015. – Vol. 99. – P. 28–41.
Rate effect on the stress–strain behavior of concrete under uniaxial tensile stress / X. Gao, L. Zhou, X. Ren, J. Li // Structural Concrete. – 2020. – Vol. 22. – E815–E830. – DOI: 10.1002/suco.201900567.
Yung Tian. Dynamic Response of Reinforced Concrete Beams Following Instantaneous Removal of Bearing Column / Tian Yung, Su Youpo // International Journal of Concrete Structures and Materials. – 2011. – Vol 5, No. 1. – P.19–28.
Тур, А. В. Сопротивление изгибаемых железобетонных элементов при внезапном приложении нагрузки : дис. … канд. техн. наук : 05.23.01 / Андрей Викторович Тур ; Брест. гос. техн. ун-т. – Брест, 2012. – 225 с.
Живучесть зданий и сооружений при запроектных воздействиях / В. И. Колчунов, Н. В. Клюева, Н. В. Андросова, А. С. Бухтиярова. – М. : АСВ, 2014. –208 с.
Herraiz, B. Simplified approach for analysing building structures subjected to sudden column removal scenarios / B. Herraiz, T. Vogel // In Proceedings of the 9th International Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2014 Porto, Portugal, 30 June – 2 July 2014 / A. Cunha, E. Caetano, P. Ribeiro, G. Müller. – Porto, 2014. – P. 3467–3474. – DOI: 10.3929/ethz-a-010261494.
Gomez, Borja H. Robustness of Flat Slabs Structures Subjected To a sudden Column FailureScenario : dissertation : 23524 / Borja H. Gomez ; ETH Zurich, 2016.
Тамразян, А. Г. Концептуальные подходы к оценке живучести строительных конструкций, зданий и сооружений / А. Г. Тамразян // Железобетонные конструкции. – 2023. – Т. 3, № 3. – С. 62–74.
Живучесть зданий при особых воздействиях / В. И. Колчунов, В. В. Тур, Н. В. Федорова [и др.]. – М. : НИУ МГСУ, 2025. – 240 с.
Основы проектирования строительных конструкций : СН 2.01.01-2022. – Минск, 2022. – 65 с.
Бетонные и железобетонные конструкции : СП 5.03.01-2020. – Минск : Минстройархитектуры, 2020. – 123 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
