ОЦЕНКА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОГРЕССИРУЮЩЕМУ РАЗРУШЕНИЮ СТАЛЬНЫХ РАМ С ШАРНИРНЫМИ И ЖЕСТКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ ЭЛЕМЕНТОВ
ОЦЕНКА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОГРЕССИРУЮЩЕМУ РАЗРУШЕНИЮ СТАЛЬНЫХ РАМ С ШАРНИРНЫМИ И ЖЕСТКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ ЭЛЕМЕНТОВ
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2025-21-3-121-134Ключевые слова:
динамика, стальная рама, прогрессирующее разрушение, деформации, демпфирование, механическая безопасность, живучесть, аварийное воздействиеАннотация
В работе рассматривается важный и актуальный в настоящее время аспект повышения механической безопасности зданий и сооружений с металлическими рамными каркасами при особых воздействиях. На основе экспериментальных испытаний и численной верификации изучено поведение стальной рамы при аварийном воздействии. В качестве такого аварийного действия рассматривалось быстрое удаление средней стойки из расчетной схемы. Для повышения устойчивости к прогрессирующему разрушению рамы в ее схему были включены страховочные элементы в виде тяжей, перераспределяющих дополнительные нагрузки от аварийного динамического нагружения. Рассматривалось два типа рам: с шарнирными соединениями балки и колонны, а также с аналогичными жесткими узлами. В результате экспериментов выявлен характер изменения продольных деформаций во времени при динамическом нагружении, определены характеристики колебательных процессов для рам с различными конструктивными исполнениями узлов. Определена роль тяжей в обеспечении устойчивости рам к прогрессирующему разрушению. Установлен характер изменения перемещений во времени. Достигнуто удовлетворительное соответствие экспериментальным данным подхода к моделированию аварийной ситуации. Установлено, что рама с шарнирными узлами обладает более низкой несущей способностью по узловым соединениям по сравнению с жесткими узлами, однако имеет прогнозируемый механизм разрушения и меньшую длительность переходного динамического процесса аварийного воздействия.
Библиографические ссылки
Tusnina О.А. Vybor avariynykh situatsiy pri raschete na progressiruyushcheye obrusheniye promyshlennogo zdaniya [Selection of emergency situations when calculating the progressive collapse of an industrial building]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2021. No. 9. Pp. 60–65. DOI:10.33622/0869-7019.2021.09.60-65. (In Russian).
Zhong, W. hui; Zheng, Y. hui; Tan, Z.; Meng, B.; Zhang, Y.; Duan, S.C. Controllable Design on Failure Mode for Steel Frames Considering Regional Collapse-Resistant Mechanism. 2023. Journal of Structural Steel Research 206, 107940, DOI:10.1016/J.JCSR.2023.107940.
Tusnin A., Berger M. Bearing capacity of steel trusses with local damage considering the exclusion time. 2023. Buildings Vol. 13, No. 4. Р. 938.https://doi.org/10.3390/buildings 13040938.
Liu, Y.; Zhu, Y.F.; Liang, W.; Zhang, H.; Yao, Y. Progressive Collapse Resistance and Uncertainty Analysis of Post-Tensioned Steel Frames. 2023. Journal of Structural Steel Research 208, 108007. DOI:10.1016/J.JCSR.2023.108007.
Wang, X.; Wang, P.; Ding, K. The Collapse Evaluation Method of Steel Moment-Resisting Frames Based on Dynamic Increase Factor. 2023. Structures 58, 105515. DOI:10.1016/J.ISTRUC.2023.105515.
Alekseytsev A.V. Ensuring the safety of steel moment frames subjected to uncertain impacts. Buildings. 2023. Vol. 13, No. 8. Р. 2038. https://doi.org/10.3390/buildings 13082038.
He, Y.H.; Li, G.Q.; Zhang, J.Z.; Jiang, B.H.; Zhang, J. Critical Collapse Deformation of 3-D Steel Frame with Composite Floor System.2023. Journal of Structural Steel Research 208, 108034. DOI:10.1016/J.JCSR.2023.108034.
Dong, S.; Yu, Y.; Ge, H.; Luo, Y. Nonlinear Dynamic Collapse Analysis of Space Semi-Rigid Frames Using Finite Particle Method. 2024. Journal of Structural Steel Research 216, 108607. DOI:10.1016/J.JCSR.2024.108607.
Zhang, J.Z.; He, Y.H.; Li, G.Q.; Hai, L.T.; Zhou, J.W. A Novel Approach for Quantifying Dynamic Impacts on Steel Frames Induced by Instantaneous Interior Column Loss. 2024. Journal of Structural Steel Research 220, 108837. DOI:10.1016/J.JCSR.2024.108837.
Ren, L.M.; Liew, J.Y.R.; Chen, K.; Yang, B. Component Tests and Numerical Simulations of 3D Steel Frame Structures for Progressive Collapse. 2024. Engineering Structures 317, 118691. DOI:10.1016/J.ENGSTRUCT.2024.118691.
Zong, L.; Fang, W.; Zhang, Y.; Cui, J. Progressive Collapse Analysis on Modular Steel Construction Based on a Simplified Joint Model. 2024. Thin-Walled Structures 198, 111733, DOI:10.1016/J.TWS.2024.111733.
Zheng, Y. hui; Zhong, W. hui; Zhang, Y.; Tan, Z.; Duan, S.C.; Meng, B.; Gao, Y.; Wang, H. chen Failure Mechanism of Steel Frames with Angle Steel-Bolted Connections Exposed to Fire under Progressive Collapse Condition. 2024. Engineering Failures Analysis 155, 107744.DOI:10.1016/J.ENGFAILANAL.2023.107744.
Possidente, L.; Freddi, F.; Tondini, N. Dynamic Increase Factors for Progressive Collapse Analysis of Steel Structures Considering Column Buckling. 2024. Engineering Failures Analysis 160, 108209, DOI:10.1016/J.ENGFAILANAL.2024.108209.
Wang, Y.; Li, J. ze; Bai, C.; Shen, H. xia; Tian, L. min Novel Beam–Column Joint with the Folded Plates for Improving Progressive Collapse Resistance of Steel-Framе Structures.2024. Structures 61, 106047. DOI:10.1016/J.ISTRUC.2024.106047.
Wang, X.; Wang, P.; Chen, W. Test on Progressive Collapse of Steel Moment-Resisting Frame with Upper-and-Lower Flange Angle Steel Connection. 2024. Structures 68, 107171, DOI:10.1016/J.ISTRUC.2024.107171.
Lan, X.; Li, Z.; Fu, F.; Qian, K. Robustness of Steel Braced Frame to Resist Disproportionate Collapse Caused by Corner Column Removal. 2023. Journal of Building Engineering 69, 106226. DOI:10.1016/J.JOBE.2023.106226.
Qu, Z.Y.; Zhong, W.H.; Tan, Z.; Chen, J.L.; Wang, H.C. Research on the Anti-Collapse Performance of Steel Frame Structures with Infilled Walls in the Form of Reduced Beam Sections Connections. 2024. Journal of Building Engineering 91, 109600. DOI:10.1016/J.JOBE.2024.109600.
Bregoli, G.; Vasdravellis, G.; Karavasilis, T.L.; Cotsovos, D.M. Static and Dynamic Tests on Steel Joints Equipped with Novel Structural Details for Progressive Collapse Mitigation. 2021. Engineering Structures 232, 111829. DOI:10.1016/J.ENGSTRUCT.2020.111829.
Wang, F.; Yang, J.; Wang, X. er; Azim, I. Study on Progressive Collapse Behaviour of Steel-Framed Substructures with Sheathed CFS Stud Infill Walls. 2021. Journal of Building Engineering 42, 102720. DOI:10.1016/J.JOBE.2021.102720.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
