Прогрессирующее обрушение
Система соответствует действующим рекомендациям для моделирования поведения конструкций зданий и сооружений в случае аварийных воздействий, вызвавших локальные разрушения отдельных несущих элементов.
Расчет на прогрессирующее обрушение может быть произведен
Квазистатическим методом
в линейной и нелинейной постановках. С использованием системы «Монтаж» для получения корректного напряженно-деформированного состояния конструкций на момент времени перед отказом элемента, и последующим автоматическим приложением вычисленных реакций от удаляемого элемента (с обратным знаком) с учетом заданного коэффициента динамичности.Динамическим методом
прямого интегрирования уравнений движения во времени в линейной и нелинейной постановках. Расчет можно произвести с учетом истории нагружения/возведения, завершающей стадией которого является автоматическая генерация и приложение импульсной нагрузки в указанный промежуток времени. Данный метод позволяет учесть и эффекты демпфирования.Нагрузки и комбинации нагрузок
Нагрузки для расчета на прогрессирующее обрушение задаются нормативные длительные. Для того, чтобы перейти от расчетных нагрузок к нормативным длительным есть возможность для каждой стадии возведения указать коэффициент перехода. В связи с этим перезадавать нагрузки нет необходимости.
Для динамической постановки комбинации РСУ формируются автоматически:
- Возможность управления механизмом формирования РСУ для задач динамики во времени, а именно, учет коэффициента ответственности здания/сооружения, создание РСУ для предыстории предшествующей динамическому воздействию (группа А1) и выбор группы усилий для динамического загружения (группа В1 для расчета на пульсацию ветра, гармоническое воздействие; группа С1 – расчет на сейсмику, акселерограммы; группа D1 – расчет на аварийную нагрузку, взрыв, удар, отказ элементов при расчете на прогрессирующее обрушение).
- Для задач с использованием шагового метода предусмотрена возможность формирования групп РСУ. Выбор группы доступен для каждой истории нагружения (группы А1-D1 и А2-D2). РСУ используемые для расчета конструирования соответствуют усилиям на последнем шаге истории.
Жесткости и материалы
Автоматическое формирования нелинейных диаграмм работы материалов из задачи линейного расчета с подобранным армированием с учетом выбранного вида расчета (по группе РСУ) и вида закона нелинейного деформирования. Для расчета на прогрессирующее обрушение это будет группа D1 – особое сочетание (без сейсмики). Для этого при построении диаграмм будут учтены нормативные характеристики материалов и заданные дополнительные коэффициенты условий работы и предельные деформации.
Расчет можно выполнять с учетом физической (пластичность, ползучесть и др.), геометрической, генетической (последовательность возведения) и конструктивной нелинейностей. Применение разных видов нелинейности при выполнении расчета на прогрессирующее обрушение позволяет учесть некоторые факторы работы конструкций, и получить корректные усилия в её элементах (особенно с учетом подобного экстремального воздействия, когда в сравнении с эксплуатационным режимом работы, существенно меняется характер работы конструкций).
Использование шаговых и итерационных физически нелинейных конечных элементов
Итерационные физически нелинейные КЭ (стержневые, пластинчатые и объемные), с учетом разгрузки реализуют теорию упруго-пластичности и могут применяться как для статических, так и для динамических расчетов. Наиболее актуально использование итерационных физически нелинейных конечных элементов в расчетах сейсмостойкого строительства и прогрессирующего обрушения. Учет пластической работы конструкций позволяет существенно повысить экономичность проектных решений. Реализовано 2 метода разгрузки: метод 1 - пико-ориентированная гистерезисная модель, метод 2 - модель с изотропным упрочнением. Учет пластической работы материалов, разгрузка по начальному модулю упругости.
Преимущества использования итерационных КЭ при решении физически нелинейных задач
- итерационный элемент не примет на себя усилия выше предела несущей способности;
- дают возможность учета ветви разгрузки материала по начальному модулю упругости;
- при разрушении не происходит фиксации накопленных усилий, предшествующих стадии разрушения;
- при расчете задач динамики во времени нет “запаздывания”, т.е. проблем соответствия накопленных усилий и перемещений;
В расчетной модели сооружения следует учитывать реальную диаграмму работы материала конструкций и их стыков
КЭ 295, 296 (одно-, двух-узловой), позволяют моделировать нелинейные шарниры (КЭ с произвольной кусочно-линейной диаграммой работы), для каждого из направлений работы задается свой график. Схема загрузки-разгрузки "Basic rules for peak-oriented hysteretic model". Данные КЭ могут использоваться в расчете предельного равновесия стержневых конструкций. Под расчетом предельного равновесия понимается нелинейный расчет конструкций, который позволяет смоделировать поведение конструкций под воздействием различных типов нагрузок, возникающих в результате землетрясения, прогрессирующего обрушения и др. Нелинейные шарниры рассматриваются как независимые нелинейные соединения в направлении каждой степени свободы в сечении, т.е. взаимодействие между различными степенями свободы игнорируется
Демпфирование по Рэлею позволяет учесть способность зданий и сооружений рассеивать энергию за счет материального демпфирования при удалении элемента конструкции (расчет прогрессирующего обрушения в динамической нелинейной постановке методом прямого интегрирования уравнений движения во времени). Коэффициенты Рэлея можно вычислить автоматически по заданным частотам и декременту колебаний.
Cценарии моделирования прогрессирующего разрушения
Результаты расчета
Одним из результатов расчета являются вычисленные усилия во всех элементах схемы, которые можно использовать для выполнения конструктивных расчетов. Для линейных и нелинейных расчетных моделей, кроме возможности выполнить проверку несущей способности сечений, также доступен подбор армирования и подбор стальных сечений.
Таким образом, в результате численного моделирования можно получить качественную оценку устойчивости конструкции к прогрессирующему обрушению, а также сопоставить между собой различные сценарии обрушения с целью выявления слабых мест.
Оцените возможности
Если у вас все еще есть сомнения, загрузите демонстрационную версию и попробуйте или свяжитесь с нашей службой поддержки для получения более подробной информации.