Начало прогрессирующего обрушения при демонтаже спортивного здания.

Начало прогрессирующего обрушения при демонтаже спортивного здания.

Автор: Гучинский Руслан Валерьевич

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 3 (96), 2021 года.

Бесплатный доступ

Предварительное моделирование процесса обрушения оценивает трудоемкость и планирование работ по демонтажу зданий и сооружений. Стандартных процедур, используемых в CAE с точки зрения структурного анализа прогрессирующего обрушения, может быть недостаточно для моделирования разрушения уникальных зданий. Это исследование направлено на оценку количества последовательно удаляемых элементов для прогрессирующего обрушения несущих конструкций спортивного здания. Объект исследования - большой стадион с мембранной крышей. Несущая стальная просадочная мембрана крепится к железобетонному опорному кольцу. Методы. Моделирование проводится методом конечных элементов с квазилинейным анализом. Пластичность бетона учитывается с помощью цилиндрически анизотропного материала. Полученные результаты. Было обнаружено, что прогрессирующее обрушение вызвано разрушением арматуры на внутренней стороне кольца. Возможно прогрессирующее обрушение конструкции при удалении 13-21 несущих элементов. Усилие в наиболее нагруженном крепежном элементе превышает 13 МН при разрушении. Набор квазилинейных анализов можно использовать для приблизительной оценки обрушения во время демонтажа. Предлагаемый подход к моделированию может быть использован при планировании демонтажа уникальных построек.

Еще

Прогрессирующее обрушение, спортивное здание, железобетон, разрушение, разрушение, метод конечных элементов, пластичность

Короткий адрес: https://sciup.org/143175794

IDR: 143175794   |   DOI: 10.4123/CUBS.96.5

Список литературы Начало прогрессирующего обрушения при демонтаже спортивного здания.

  • Salama, W. Design of concrete buildings for disassembly: An explorative review. International Journal of Sustainable Built Environment. 2017. 6(2). Pp. 617–635. DOI:10.1016/j.ijsbe.2017.03.005.
  • Rios, F.C., Chong, W.K., Grau, D. Design for Disassembly and Deconstruction - Challenges and Opportunities. Procedia Engineering. 2015. 118. Pp. 1296–1304. DOI:10.1016/j.proeng.2015.08.485.
  • Tatiya, A., Zhao, D., Syal, M., Berghorn, G.H., LaMore, R. Cost prediction model for building deconstruction in urban areas. Journal of Cleaner Production. 2018. 195. Pp. 1572–1580. DOI:10.1016/j.jclepro.2017.08.084.
  • Russian State Standard SP 385.1325800.2018. Protection of buildings and structures against progressive collapse. Design code. Basic statements. URL: http://docs.cntd.ru/document/551394640 (date of application: 14.03.2021).
  • Weng, J., Tan, K. H., Lee, C.K. Modeling progressive collapse of 2D reinforced concrete frames subject to column removal scenario. Engineering Structures. 2017. 141. Pp. 126–143. DOI:10.1016/j.engstruct.2017.03.018.
  • Arshian, A.H., Morgenthal, G. Three-dimensional progressive collapse analysis of reinforced concrete frame structures subjected to sequential column removal. Engineering Structures. 2017. 132. Pp. 87–97. DOI: 10.1016/j.engstruct.2016.11.018.
  • Gowtham, S., Prakash, M., Parthasarathi, N., Satyanarayanan, K.S., Thamilarasu, V. 2D-Linear static and non-linear dynamic progressive collapse analysis of reinforced concrete building. Materials Today: Proceedings. 2018. 5(2). Pp. 8775–8783. DOI:10.1016/j.matpr.2017.12.305.
  • Yousef, A.M., El-Mandouh, M.A. Dynamic analysis of high-strength concrete frame buildings for progressive collapse. Case Studies in Construction Materials. 2020. 13. Pp. e00470. DOI:10.1016/j.cscm.2020.e00470.
  • El-desoqi, M., Ehab, M., Salem, H. Progressive collapse assessment of precast reinforced concrete beams using applied element method. Case Studies in Construction Materials. 2020. 13. Pp. e00456. DOI:10.1016/j.cscm.2020.e00456.
  • Abdelwahed, B. A review on building progressive collapse, survey and discussion. Case Studies in Construction Materials. 2019. 11. Pp. e00264. DOI: 10.1016/j.cscm.2019.e00264.
  • Dmitriev, A., Lalin, V., Melnikov, A. Validation of computational procedures for the progressive collapse analysis of reinforced concrete structures. Proceedings of EECE 2020. Lecture Notes in Civil Endineering. 2021. 150. Pp. 1–10. DOI: 10.1007/978-3-030-72404-7_22.
  • Weng, J., Lee, C.K., Tan, K. H., Lim, N.S. Damage assessment for reinforced concrete frames subject to progressive collapse. Engineering Structures. 2017. 149. Pp. 147–160. DOI:10.1016/j.engstruct.2016.07.038.
  • Zhang, Q., Zhao, Y.-G., Kolozvari, K., Xu, L. Simplified model for assessing progressive collapse resistance of reinforced concrete frames under an interior column loss. Engineering Structures. 2020. 215. Pp. 110688. DOI:10.1016/j.engstruct.2020.110688.
  • Prakash, M., Satyanarayanan, K.S. Experimental study on progressive collapse of reinforced concrete frames under a corner column removal scenario. Materials Today: Proceedings. 2020. in press. DOI:10.1016/j.matpr.2020.03.718.
  • Adam, J.M., Parisi, F., Sagaseta, J., Lu, X. Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century. Eng. Struct. 2018. 173. Pp. 122–149. DOI:10.1016/j.engstruct.2018.06.082.
  • Alekseytsev, A.V., Kurchenko, N.S. Review of methods and results of experimental investigations of steel and steel concrete structures under special impact. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018. 14(3). Pp. 205–215. DOI: 10.22363/1815-5235-2018-14-3-205-215.
  • Alshaikh, I.M.H., Bakar, B.H.A., Alwesabi, E.A.H., Akil, H.M. Experimental investigation of the progressive collapse of reinforced concrete structures: An overview. Structures. 2020. 25. Pp. 881–900. DOI:10.1016/j.istruc.2020.03.018.
  • Esfandiari, M.J., Urgessa, G.S. Progressive collapse design of reinforced concrete frames using structural optimization and machine learning. Structures. 2020. 28. Pp. 1252–1264. DOI:10.1016/j.istruc.2020.09.039
  • Glushkova, O. I. Modeling of construction sites and program salculation of progressive destruction. Interekspo Geo-Sibir. 2019. Pp. 49–55. DOI: 10.33764/2618-981Х-2019-7-49-55.
  • Barabash, M. Modeling methodology of progressive collapse by the example of real high-rise buildings. Mokslas – Lietuvos Ateitis. 2014. 6(5). Pp. 520–530. DOI:10.3846/mla.2014.695.
  • Radchenkov, A.V., Aksenov, V.N. Metody rascheta karkasnyh zdanij iz monolitnogo zhelezobetona na progressiruyushchee obrushenie na primere 17-etazhnogo zhilogo doma. Inzenernyj vestnik Dona. 2016. 4(43). Pp. 1-12. URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3879 (date of application: 14.03.2021).
  • Belostockij, A.M., Akimov, P.A., Aul, A.A., Dmitriev, D.S., Dyadchenko, Yu.N., Nagibovich, A.I., Ostrovskij, K.I., Pavlov, A.S. Analysis of mechanical safety of stadiums for the world cup 2018. Academia. Arhitektura i stroitel'stvo. 2018. No 3. Pp. 118-129. DOI: 10.22337/2077-9038-2018-3-118-129.
  • Kudishyn, Yu.I., Mikhalev, N.Ya. On survivability of bearing structures of the ice stadium in Hodynskoye Pole. Metal constructions. 2007. 13(2). Pp. 131–141. URL: http://donnasa.ru/publish_house/journals/mk/2007-3/02_kudischin_mihalev.pdf (date of application: 14.03.2021).
  • Badiger, N.S., Malipatil, K.M. Parametric Study on Reinforced Concrete Beam using ANSYS. Civil and Environmental Research. 2014. 6(8). Pp. 88–94. URL: https://iiste.org/Journals/index.php/CER/article/view/14699 (date of application: 14.03.2021).
  • Popov, A.N. Hatunzev, A.A. Shashkov, I.G. Kochetkov, A.V. Spatial deformation nonlinear calculation of reinforced concrete bent designs by the method of final elements. Internet-Journal Naukovedenie. 2013. 5(13). Pp. 1-11. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/107tvn513.pdf (date of application: 14.03.2021).
  • Zhang, X.Z., Liu, L.L., Tang, K.D. Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Beam by ANSYS. Applied Mechanics and Materials. 2013. 438-439. Pp. 663–666. DOI:10.4028/www.scientific.net/amm.438-439.663.
  • Wahyuni, A.S., Vimonsatit, V., Nikraz, H. FEM modelling and analysis of reinforced concrete section with lightweight blocks infill. Materials to Structure: Advancement Through Innovation. 2013. Pp. 375-379. DOI: 10.1201/b15320-64.
  • Vasudevan, G., Kothandaraman, S., Azhagarsamy, S. Study on Non-Linear Flexural Behavior of Reinforced Concrete Beams Using ANSYS by Discrete Reinforcement Modeling. Strength of Materials. 2013. 45(2). Pp. 231–241. DOI:10.1007/s11223-013-9452-3.
  • Earij, A., Alfano, G., Cashell, K., Zhou, X. Nonlinear three-dimensional finite-element modelling of reinforced-concrete beams: Computational challenges and experimental validation. Engineering Failure Analysis. 2017. 82. Pp. 92–115. DOI:10.1016/j.engfailanal.2017.08.025.
  • Tjitradi, D., Eliatun E., Taufik, S. 3D ANSYS Numerical Modeling of Reinforced Concrete Beam Behavior under Different Collapsed Mechanisms. International Journal of Mechanics and Applications. 2017. 7(1). Pp. 14–23. DOI: 10.5923/j.mechanics.20170701.02.
  • Budarin, A.M., Pletnev, M.V. Alekhin, V.N. Numerical modeling of bended reinforced concrete elements using Drucker-Prager yield criterion. Akademicheskij vestnik UralNIIproekt RAASN. 2018. 3(38). Pp. 74–77. URL: https://uniip.ru/wp-content/uploads/2018/11/2018-3_13s.pdf.
  • Liao, F., Huang, Z. Modelling localised fracture of reinforced concrete structures. Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Engineering and Computational Mechanics. 2016. 169(EM2). Pp. 53–69. DOI: 10.1680/jencm.15.00008.
  • Kotov, A.A. Research of the concrete beam by the finite element method. Bulletin of Civil Engineers. 2016. 5(58). Pp. 79–85. URL: http://vestnik.spbgasu.ru/en/article/research-concrete-beam-finite-element-method (date of application: 14.03.2021).
  • Bykov, A.A., Matveenko, V.P., Serovaev, G.S., Shardakov, I.N., Shestakov, A.P. Analysis of the influence of dynamic phenomena on the fracture of a reinforced concrete beam under quasistatic loading (computations and experiment). Mechanics of Solids. 2015. 50(4). Pp. 463–472. DOI:10.3103/s0025654415040123.
  • Benin, A.V., Semenov, A.S., Semenov, S.G., Melnikov, B.E. The simulation of bond fracture between reinforcing bars and concrete. Part 2. Models without taking the bond discontinuity into account. Magazine of Civil Engineering. 2014. 1(45). Pp. 23–40. DOI: 10.5862/MCE.45.4.
  • Shereshevskiy, A. Konstruktsii grazhdanskikh zdaniy. Arhitektura-S. Moskva, 2005. 176 p. URL: http://pgs-diplom.ru/upload/information_system_8/1/6/7/item_167/16.rar (date of application: 14.03.2021).
  • Russian State Standard SNiP II-21-75. Concrete and reinforced concrete structures. URL: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293834/4293834888.htm (date of application: 14.03.2021).
  • Russian State Standard GOST 5781-82. Hot-rolled steel for reinforcement of ferroconcrete structures. Specifications. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200001876 (date of application: 14.03.2021).
  • Karpenko, N.I., Karpenko, S.N., Eryshev, V.A. Calculated according to the strain diagram of the reinforcement with a physical playground of strength. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Tekhnologiya tekstil'noj promyshlennosti. 2016. 5(365). Pp. 206–210. URL: https://ttp.ivgpu.com/wp-content/uploads/2017/01/46PDFsam_merge.pdf (date of application: 14.03.2021).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp