Progressiver Kollaps: Normen, Berechnung und Empfehlungen

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 05:21

Das Thema fortschreitender Kollaps ist heute relevant und wird erwähnt. Bis heute sind die Menschen entsetzt über die bekannte Katastrophe dieser Art, die sich am 11. September 2011 in New York ereignete. Millionen von Menschen verfolgten diese tragischen Ereignisse auf Video, die 2977 Menschen das Leben kosteten.

Um 8 Stunden 46 Minuten 40 Sekunden aus nördlicher Richtung stürzte zwischen dem 93. und 95. Stock des Nordturms des World Trade Centers eine von Terroristen gelenkte Boeing 767 (Flug 11) ab. Um 09:30:11 Uhr wurde zwischen dem 78. und 85. Stockwerk von Süden her der Südturm des World Trade Centers von einer Boeing 767 (Flug 175) mit einer Geschwindigkeit von 959 km/h durchbohrt.

Der progressive Einsturz (PO) des Südturms des World Trade Centers ereignete sich 55 Minuten und 51 Sekunden später, um 9:58 Uhr, und der Nordturm - nach 1:41:51 Minuten, um 10:28 Uhr Protokoll. Bei beiden Wolkenkratzern wurden die Tragwerke der Geschossdecken, die Geschossbinder des Aufprallbereichs zerstört.

Leider passieren die meisten POs wegenunzureichende Kontrolle der Gebäudeinstandh altung. Dank der Presse erfahren wir von den Tatsachen des Einsturzes von Hauseingängen, die leider am häufigsten vorkommen.

Beachten Sie, dass im amerikanischen Beispiel die Zerstörung aufgrund eines außergewöhnlichen Ereignisses erfolgte und das Design der Zwillingstürme den technischen Anforderungen entsprach. Dementsprechend hatten weder die Bauherren noch die Designer die Möglichkeit, diese Art von gerichteten Einschlägen vorherzusehen, die zu lokaler Zerstörung führten, die zu einer kritischen Kettenzerstörung und in der Folge zum Einsturz von Gebäuden führten. Laut Statistik entsteht Software jedoch in den meisten Fällen unter dem Einfluss berechenbarer Faktoren. Darüber hinaus haben Wissenschaftler und Ingenieure effektive Methoden zur Berechnung der Struktur von Gebäuden entwickelt, die weniger anfällig für solche kritischen Schäden sind.

Geschichte der Kategorie progressiver Kollaps

Der Begriff selbst tauchte 1968 nach der Arbeit der Baukommission auf, die die vollständige Zerstörung des 22-stöckigen Londoner Gebäudes "Ronan Point" durch eine Haush altsgasexplosion untersuchte. Britische Designer nahmen diese Tragödie als Herausforderung für ihre Professionalität. Das Ausmaß der Tragödie, die in Friedenszeiten Dutzende von zivilen Opfern forderte, fand Resonanz in der Gesellschaft. Als Ergebnis von Ingenieurstudien im Jahr 1970 wurden Änderungen der Gesetzgebung zur parlamentarischen Prüfung vorgeschlagen - eine neue Ausgabe der Bauvorschriften. Die Änderungen basierten auf dem Grundsatz der Verhältnismäßigkeit des Unfalls zu den lokalen Auswirkungen, die zu Einstürzen führten.

Dafür sind die Designer verantwortlichwurde der Berechnung des fortschreitenden Zusammenbruchs zugerechnet. Die Notwendigkeit dafür wurde seit 1970 gesetzlich geregelt und dementsprechend seitdem in Großbritannien strikt umgesetzt. So wurde normativ festgelegt:

1. Schon in der Entwurfsphase sollte die Möglichkeit einer gefährlichen lokalen Zerstörung berücksichtigt werden.
2. Die Anzahl der Gelenke wird so weit wie möglich reduziert und der Kontinuitätsgrad der Struktur erhöht.
3. Baustoffe mit plastischer Verformung werden ausgewählt.
4. Die Konstruktion umfasst Elemente, die im normalen Betrieb nicht tragend sind, aber im Falle einer lokalen Zerstörung (ganz oder teilweise) tragende Funktionen übernehmen.

Der Schutz von Gebäuden vor fortschreitendem Einsturz erfolgt umfassend unter Berücksichtigung all dieser Faktoren. Vor einem Jahr wurde ein russisches Regelwerk entwickelt, das die Einh altung der Überlebensbedingungen von Gebäuden und Bauwerken in den Phasen ihrer Planung, Rekonstruktion und Überholung regelt.

Relevanz des Problems. Gründe

Wie die Software-Statistiken belegen, tritt eine solche globale Zerstörung aufgrund der Einwirkung von Korrosion, Gew alt oder Verformung auf. Optionen für solche künstlichen Ereignisse können sein:

1. Grundwasserüberschwemmung.
2. Erosion des Fundaments durch Unfälle an Wasserleitungen.
3. Zerstörung von Bauteilen durch Überlastung oder durch Explosion, Kollision.
4. Schwächung der Materialstruktur durch Korrosion.
5. Fehler im Projekt bei der Berechnung von Verbindungselementen und tragenden Elementen.
6. ExplosionGas geht Feuer.

Fortschreitendes Versagen tritt häufig aufgrund von Sprödbruch mit zunehmender Anzahl von Mikrorissen auf. Offensichtlich der erste Fall einer solchen Zerstörung, der im Jahr 23 n. Chr. Auftrat. e. mit dem Amphitheater der Stadt Fidena, beschrieben vom Historiker des antiken Roms Cornelius Tacitus. Die PO, die am Tag der Gladiatorenbauten in einem überfüllten Gebäude entstand, kostete nach Aussage dieses Chronisten so viele Menschenleben, wie ein Krieg gekostet hätte. Wir sprechen hier von mehreren Zehntausend Menschen.

Nehmen wir ein späteres historisches Beispiel. Fortschreitender Einsturz mit zunehmender Anzahl von Mikrorissen verursachte 1786 den Einsturz einer Bogenbrücke über den Fluss Wye (Großbritannien, Herefordshire). Eine andere Bogenbrücke namens Lsen-Beneze über die Rhone (Frankreich), die im 12 Spannweiten der Brücke stürzten 1 Mal ein - 1603, 3 Mal - 1605, 1 Mal - 1633 und 1669 - schließlich).

Es sei darauf hingewiesen, dass moderne Stadtplanungstechnologien den fortschreitenden Einsturz von Gebäuden und Bauwerken leider nicht deaktiviert haben. Traurige Statistiken setzen sich bis ins 21. Jahrhundert fort:

1. 1999-08-09 - Terroranschlag - eine Explosion von 350 kg TNT, die zwei Eingänge eines neunstöckigen Gebäudes auf der Straße zum Einsturz brachte. Guryanov (Moskau) und führte zum Tod von 106 Menschen.
2. 02.07.2002 - häusliche Gasexplosion mitEpizentrum im 7. Stock des Treppenabsatzes eines neunstöckigen Gebäudes in der Dvinskaya-Straße (St. Petersburg), bei dem zwei Menschen ums Leben kamen.
3. 14.02.2004 - der Einsturz des Daches des Transvaal-Parks mit einer Fläche von etwa 5.000 m22, der zum Tod von 28 Menschen führte.
4. 13.10.2007 - häusliche Gasexplosion in einem Haus auf der Straße. Mandrykovskaya (Dnepropetrowsk) zerstörte den dritten Eingang eines Wohnhauses und führte zum Tod von 23 Menschen.
5. 27.02.2012 - Eine durch einen Selbstmord ausgelöste Gasexplosion stürzte den Eingang zum Haus in der N. Ostrovsky Street ein, zehn Menschen wurden getötet.
6. 20.12.2015 - Gasexplosion im Haus auf der Straße. Kosmonauten (Wolgograd), 3 Wohnungen zerstört, eine Person gestorben.

Vorschriften

Bevor Sie das Problem in Betracht ziehen, wäre es logisch, sich mit den regulatorischen Dokumenten vertraut zu machen, die es berücksichtigen, und eine angemessene Prävention zu organisieren. Der Schutz von Gebäuden und Bauwerken vor fortschreitendem Einsturz in der Russischen Föderation wird durch behördliche Dokumente geregelt, deren Liste unten aufgeführt ist:

1. Handbuch für die Planung von Wohngebäuden. Ausgabe. 3. Strukturen von Wohngebäuden (zu SNiP 2.08.01-85). - TsNIIEP-Gehäuse. - M. -1986.

2. GOST 27751-88 Zuverlässigkeit von Bauwerken und Fundamenten. Grundlegende Bestimmungen für die Berechnung. - 1988

3. GOST 27.002-89 „Zuverlässigkeit in der Technik. Grundlegendes Konzept. Begriffe und Definitionen". - 1989

4. Empfehlungen zur Verhinderung des fortschreitenden Einsturzes großflächiger Gebäude. - M.: GUP-NIATs. - 1999

5. MGSN 3.01-01 "Wohngebäude", - 2001, Absätze 3.3, 3.6,3.24.

6. NP-031-01 Design Code for Seismic-Resistant Nuclear Power Plants, 2001

7. Empfehlungen zum Schutz von Wohngebäuden in Skelettbauweise in Notsituationen. - M.: GUP-NIATs. - 2002

8. Empfehlungen zum Schutz von Gebäuden mit tragenden Ziegelwänden in Notsituationen. - M.: GUP-NIATs. - 2002

9. Empfehlungen zum Schutz monolithischer Wohngebäude vor fortschreitendem Einsturz. - M.: GUP-NIATs. - 2005

10. MGSN 4.19-05 Multifunktionale Hochhäuser und Komplexe. - 2005 Absätze 6.25, 14.28, Anhang 6.1.

In letzter Zeit hat das Problem der Software eine vollständigere Abdeckung in den neuesten inländischen Regulierungsquellen gefunden. Jede Baudokumentation für Gebäude mit normaler und erhöhter Verantwortung muss unbedingt die Anforderungen des Regelwerks (SP) 385.1325800.2018 berücksichtigen, das den Schutz von Gebäuden vor fortschreitender Zerstörung regelt.

Software und Tragfähigkeit von Gebäuden

Gemäß Absatz 4.1 dieser Regeln hat der Kunde das Recht, zunächst die Einbeziehung zusätzlicher Elemente in die Planung des im Bau befindlichen Gebäudes (Bauwerks) zu verlangen, die die Tragfähigkeit des Bauwerks erhöhen.

Das gleiche Joint Venture "Berechnung für fortschreitenden Zusammenbruch" präsentiert am vollständigsten zwei Optionen für die Gest altung des Schutzes gegen Software während größerer Reparaturen. Die erste - bei der Instandsetzung von Gebäuden und Bauwerken mit erhöhter Verantwortung und die zweite - für dieselben Objekte mit normaler Verantwortung. Im ersten Fall erhöht sich die Tragfähigkeit um den Faktorzweite.

Die Hauptbedingung für die Erfüllung der Anforderungen des Softwareschutzes ist die Erfüllung der Bedingung der Überschreitung der Tragfähigkeit von Bauteilen und deren Verbindungen über die Kräfte, die zu lokalen Einbrüchen in diesen Bauteilen und Verbindungen führen. Wenn ein Design diese Anforderung nicht erfüllt, sollte es entweder verstärkt oder ersetzt werden.

Wenn es sich um die Rekonstruktion von Gebäuden (Bauwerken) handelt, müssen diese zunächst gemäß GOST 31937 technisch geprüft werden, und erst dann wird die Rekonstruktion selbst als Ganzes oder im Rahmen der Erweiterung durchgeführt Gelenke (je nach gewählter Rekonstruktionsstrategie).

Sektor der lokalen Zerstörung

Diagnose der Überlebensfähigkeit von Gebäuden in Bezug auf Software, Planer in der Entwurfsphase detailliert ihre möglichen Quellen - Punkte der lokalen Zerstörung. Jede solche Zerstörung wird von ihnen getrennt und räumlich betrachtet. Insbesondere die von uns betrachtete Berechnung für fortschreitenden Einsturz beginnt mit der Prognose lokaler Zerstörungssektoren bei der Bemessung von Tragwerken:

• für Gebäude und Bauwerke bis zu einer Höhe von 75 m sind sie auf einen Kreis mit einem Durchmesser von mindestens 6 m beschränkt;
• für Gebäude und Bauwerke mit einer Höhe von 75 m bis 200 m - ein Kreis mit einem Durchmesser von mindestens 10 m;
• für Gebäude und Bauwerke über 200 m Höhe - ein Kreis mit einem Durchmesser von mindestens 11,5 m.

Bei mehrstöckigen Gebäuden mit großer Spannweite werden lokale Schäden in Form von Schäden an beliebigen tragenden Strukturen berücksichtigt. In diesem Fall sollte die Zone der lokalen Zerstörung durch die Struktur lokalisiert werden und auf keinen Fall zu einer Software werden.

SP "Schutz von Gebäuden vor fortschreitendem Einsturz" sieht vorbeugende Maßnahmen vor, um solche globalen Zerstörungen zu verhindern:

• unter Berücksichtigung der maximalen Anzahl wahrscheinlicher lokaler Zerstörungen;
• Verwendung von Materialien und Strukturen, die zu plastischer Verformung neigen
• Erhöhung der statischen Unbestimmtheit (SN) der Struktur (Erhöhung des Grades ihrer Nichtspärlichkeit, Verringerung der Anzahl der Gelenkelemente).

Erzwungene Verwendung eines speziellen Begriffs, lass es uns erklären. SN-Systeme - ein komplexes Merkmal des Zusammenspiels der Gebäudestruktur und der darauf einwirkenden Kräfte. Mit anderen Worten hängt bei SN-Systemen im Gegensatz zu statisch bestimmten die Kraftverteilung nicht nur von den äußeren Kräften ab, die auf Gebäude (Bauwerke) einwirken, sondern auch von der Verteilung dieser Kräfte auf Strukturelemente, die wiederum sind durch Elastizitätsmoduln. gekennzeichnet

Es sind die wirkenden tragenden Strukturelemente (die sogenannten Verbindungen) unter lokalen Einflüssen, die die Umwandlung eines integralen statisch unbestimmten Systems in ein geometrisch veränderbares System verhindern (letzteres impliziert die Möglichkeit von Software). Es sind also die Bindungen, die einen fortschreitenden Zusammenbruch unmöglich machen. Bauordnungen – das sollte die Verhinderung von Software berücksichtigen und regeln.

Kurz zur normativen Dokumentation

Du fragst dich offensichtlich welcheSoftware-Regulierungsdokumentation ist die fortschrittlichste der Welt. Es sollte anerkannt werden, dass trotz der inländischen Entwicklungen der letzten Jahre die Berücksichtigung von Software-Gegenmaßnahmen heute am detailliertesten (Relevanz - 2016) in den amerikanischen Standards UFC 4-023-03 und GSA ist.

Fakt ist, dass sie die neuesten Baumaterialien sowie verschiedene Gebäudedesigns berücksichtigen. Gleichzeitig wurde die russische Sammlung E TKP 45-3.02-108-2008 auf der Grundlage von Empfehlungen aus den 2000er Jahren zu Stahlbetonkonstruktionen zusammengestellt.

Beachten Sie die deutlichen Fortschritte der russischen Regulierungsdokumentation in den letzten Jahren und die offensichtlichen Bemühungen, die bestehenden unterschiedlichen und zahlreichen Normenquellen zu rationalisieren. Es wird jedoch fair sein, über die Mängel zu sprechen. Nehmen Sie mindestens die normative Dokumentation. Experten weisen darauf hin, dass verschiedene Quellen nationaler Regulierungsdokumentation heute oft widersprüchlich sind und auch Mängel enth alten. Hier nur ein paar Beispiele:

1. In GOST 27751-88, Abschnitt 1.10, „Regulierung“geht auf die Ebene „jedes Strukturelement“. (Erlauben Sie mir, wir müssen konkret werden, weil wir über Menschenleben sprechen!)
2. STO 36554501-024-2010 "Gewährleistung der Sicherheit von Tragwerken mit großer Spannweite …" (In Abschnitt D.3 wird fälschlicherweise angegeben, dass die Wahl der Softwareberechnung von besonderen technischen Bedingungen bestimmt werden sollte. Solche Logik ist absurd).
3. In SNiP 31-06-2009 "Öffentliche Gebäude und Strukturen" wird in Absatz 5.40 erwähnt, dass der Entwurf "Entwurfssituationen berücksichtigen solltemit terroristischem Charakter." (Aber das ist eine Sackgasse. Angenommen, die Designer überprüfen die lokale Zerstörung einer Säule auf einer Etage, aber die Terroristen legen Sprengstoff unter zwei Säulen. An derselben Stelle - Absatz 9.8 - geht die Verordnung erneut auf die Ebene "jeder Struktur Element.)
4. STO-008-02495342-2009 „Softwareprävention für Stahlbetonbauten“. (Das Dokument wird kritisiert. Grundsätzlich werden weder die Dynamik von Software noch plastische Verformungen berücksichtigt.)

Natürlich lässt sich diese Liste fortsetzen. Der Fortschritt der Bauindustrie, der sich in den letzten Jahren erheblich beschleunigt hat, hat dazu geführt, dass die meisten bestehenden Regulierungsdokumente, die den Bereich Software regulieren, ver altet sind. Offensichtlich wird die wirksame Verhinderung eines fortschreitenden Zusammenbruchs bald eine Anpassung der bereits verallgemeinerten ausländischen Erfahrung an die heimischen Realitäten erfordern. Gemeint sind damit die US-Normen UFC 4-023-03 und GSA, die nicht vage, aber sehr klar formulierte Anforderungen an Konstruktionen und Materialien bestimmter Gebäudearten enth alten.

Leider betrachten viele inländische Experten das Joint Venture „Schutz von Gebäuden vor Software …“, das Joint Venture „Gebäude und Strukturen. Besondere Auswirkungen).

High-Rise-Software-Empfehlungsfunktionen

Sie regelt insbesondere den von uns betrachteten fortschreitenden Einsturz für Hochhäuser. Die Besonderheit der Berechnung von Software für Hochhäuser wird durch einen größeren Schritt in der Position von Wänden oder Säulen bestimmt. Gleichzeitig ermöglicht die allgemeine Konstruktion im Falle eines Notfallaufpralls ein lokales Einstürzen von tragenden Elementen, jedoch nur innerhalb eines Stockwerks,ohne weitere Kettenfortsetzung dieser Zerstörung. Das Regelwerk enthält Empfehlungen zur Planung und Errichtung neuer sowie zur Überprüfung und Rekonstruktion bereits errichteter Hochhäuser und Bauwerke. (Als Referenz, das Höhenkriterium ist eine Höhe von mehr als 75 m, was einem 25-stöckigen Gebäude entspricht.)

Berechnung nach dem Grenzgleichgewichtsverfahren

Der Entwurf eines Hochhauses wird auf der Grundlage der Annahme berechnet, dass es unter dem Einfluss lokaler Zerstörung in einen Zustand umgewandelt wird, der bedingt als "Grenzzustände der ersten Gruppe" bezeichnet wird. Lassen Sie uns diesen Begriff erklären. Der Grenzzustand wird als ein solcher Zustand der Struktur bezeichnet, wenn sie der Zerstörung nicht mehr widersteht oder beschädigt ist (Verformung erfährt). Insgesamt werden zwei Gruppen von Grenzzuständen unterschieden. Der erste wird bedingt als Zustand der vollständigen Betriebsuntauglichkeit bezeichnet. Der zweite wird als Schadenszustand bezeichnet, der eine teilweise Ausbeutung ermöglicht.

Technisch erfolgt die Berechnung durch die Modellierung der nichtlinearen Steifigkeitseigenschaften einer Hochhausstruktur durch ein System von Differentialgleichungen. Die Berechnung eines Hochhauses basiert auf der Konstruktion eines räumlichen Modells, das nicht tragende Elemente berücksichtigt, aber in der Lage ist, die Umverteilung der Kräfte unter lokalen Einflüssen zu übernehmen. Dabei werden die Steifigkeitseigenschaften der an die Bruchstelle angrenzenden Strukturelemente berücksichtigt. Das Berechnungsmodell selbst wird viele Male berechnet, jedes Mal unter Berücksichtigung einer bestimmtenlokale Zerstörung. Mit dieser Methode erzielen Sie die zuverlässigsten Ergebnisse. Gleichzeitig wird beim Bau des Modells der Faktor der Reduzierung überschüssiger Materialkosten berücksichtigt.

Wie wird ein räumliches Modell analysiert? Einerseits werden die Kräfte in Bauteilen mit den maximal möglichen Kräften gleichgesetzt, die von ihnen aufgenommen werden können. Es wird angenommen, dass der fortschreitende Einsturz von Hochhäusern unmöglich wird, wenn die Kräfte geringer sind als die Tragfähigkeit der Struktur. Werden die Festigkeitsanforderungen nicht erfüllt, muss die Tragfähigkeit des Gebäudes durch zusätzliche oder verstärkte tragende Elemente verstärkt werden.

Endkräfte in Elementen werden unterschiedlich bestimmt: für den langfristigen Teil der Anstrengung und den kurzfristigen Teil.

Kinematische Methode

Wird die Struktur eines Hochhauses plastisch verformt, dann wird das kinematische Verfahren für die Softwareberechnung relevant. Die Berechnung des Gebäudes erfolgt in diesem Fall wie folgt:

1. Es werden möglichst viele Softwarevarianten betrachtet und für sie die Menge der zerstörbaren Bindungen bestimmt, sowie die möglichen Verschiebungen in den gebildeten Kunststoffscharnieren berechnet. (Ein plastisches Scharnier ist ein Abschnitt eines Trägers oder eines anderen Strukturelements, bei dem es unter dem Einfluss von Kräften zu einer plastischen Verformung kommt.)
2. Die Berechnung des fortschreitenden Zusammenbruchs berücksichtigt die maximalen Kräfte, denen jedes Strukturelement standh alten kann, einschließlich Kunststoffscharniere.
3. Als Ergebnis - innere Kräfte bestimmt durch StärkeStrukturen müssen äußere Belastungen übersteigen. Eine solche Überprüfung wird sowohl innerhalb derselben Etage als auch im gesamten Gebäude durchgeführt. Im letzteren Fall wird die Möglichkeit eines gleichzeitigen Einsturzes der Stockwerke untersucht.

Wenn das Material, aus dem das Strukturelement besteht, nicht plastisch verformbar ist, dann wird dieses Element bei den Berechnungen einfach nicht berücksichtigt.

Studie zu möglicher Softwareentwicklung nach lokaler Zerstörung

Progressive Collapse-Richtlinien raten Designern, vier typische Softwareentwicklungsszenarien zu untersuchen:

1. Gleichzeitig werden alle vertikalen Strukturen, die sich oberhalb der lokalen Zerstörung befinden, nach unten verschoben.
2. Gleichzeitige Drehung aller Strukturteile um die eigene Achse, die sich oberhalb der lokalen Zerstörung befinden. Die Zerstörung von Bindungen wird berücksichtigt, da Überlappungen und vertikale Bindungen im Komplex verschoben werden.
3. Eine vertikale Struktur wurde ausgeschlagen, und die Decke darüber stürzte teilweise ein.
4. Nur Strukturen über dem Stockwerk darüber werden verschoben.

SP "Progressiver Einsturzschutz" sieht vor allem vor, die Entwicklung dieser vier Szenarien zu verhindern.

Empfehlungen für modulare Gebäudesoftware

Bei Volumenblockbauweise (Modularbauweise) wird ein erheblicher Teil der Prozesse im Werk durchgeführt. Die Installation wird auch dadurch erleichtert, dass die Blöcke ein bestimmtes Volumen haben. Daher bestehen die Module, aus denen die Struktur besteht, offensichtlich aus Materialien, die nicht sehr anfällig für Zerstörung sind. Die Korrosion von Materialien wird durch ihre mehrschichtige Beschichtung mit schützenden Spezialzusammensetzungen und die Verwendung von verzinktem Stahl verhindert.

In dem Joint Venture, das wir erwägen, hat der fortschreitende Einsturz für blockmodulare Gebäude seine eigenen Merkmale. Bei dieser Art von Gebäuden wird auf solche Strukturelemente wie die Verbindungen von betrachteten Blöcken zu benachbarten Blöcken geachtet. Das Kontrollkriterium ist die Tragfähigkeit dieser Knoten, dank derer das Gebäude als Ganzes der lokalen Zerstörung widersteht und den auf sie aufgrund seiner Tragfähigkeit zurückzuführenden Kräften standhält.

Ein fortschreitender Einsturz von Gebäuden mit Blockstruktur kann auch aufgrund lokaler Schäden an dem Block auftreten, der tragende Funktionen erfüllt. Um dem entgegenzuwirken, ist die nachträgliche Kompensation der Umverteilung der Aufwände vom zerstörten Block auf die Nachbarblöcke wichtig. Dieser Zustand sollte einerseits durch eine erhebliche Tragfähigkeit und Fähigkeit zur plastischen Verformung von Knotenverbindungen und andererseits durch eine hochwertige werkseitige Installation von bewehrten Blöcken erleichtert werden.

Die Berechnung eines Gebäudes für den fortschreitenden Einsturz erfolgt sowohl nach der Grenzgleichgewichtsmethode als auch nach der Finite-Elemente-Methode. Da wir die Grenzgleichgewichtsmethode bereits früher betrachtet haben, werden wir die zweite Methode ausführlicher beschreiben.

Die Finite-Elemente-Methode ist in der Festkörpermechanik weit verbreitet, um Verformungen zu berechnen. Ihr Wesen liegt in der Lösung eines Systems von Differentialgleichungen. Dann wird der Lösungsbereich (je nachverschiedene Koeffizienten) wird in mehrere Segmente unterteilt, die jeweils auf Optimalität untersucht werden.

Anhand der gewählten Koeffizienten für variable Differentialgleichungen werden die optimalen Lagerelemente bestimmt.

Empfehlungen für Massivbausoftware

Die Berechnung für den fortschreitenden Einsturz monolithischer Gebäude geht auch davon aus, dass lokale Zerstörungen von vertikalen Tragwerken, falls sie auftreten, nicht über ein Geschoss hinausgehen sollten. Als solche lokale Zerstörung gilt die Verletzung der Integrität zweier sich kreuzender Wände (von der Ecke bis zur nächsten Öffnung), getrennter Säulen, abwechselnder Säulen mit angrenzenden Wandabschnitten.

Empfehlungen zum Schutz vor fortschreitendem Kollaps schreiben vor, ein räumliches Modell zu betrachten, das neben der Lagerung weitere Elemente enthält, die Lagerungsfunktionen umverteilen können.

Die Modellierung berücksichtigt:

• monolithische Verbindung tragender Elemente (Außen- und Innenwände, Stützen, Lüftungsschächte, Treppenhäuser, Pilaster);
• monolithische Stahlbetonbänder, die die Böden bedecken, die Stürze sind, die sich über den Fenstern befinden.;
• Monolithische Stahlbetonbrüstungen verbunden mit Böden;
• mit Stützen verbundene Elemente: Stahlbetonträger, Treppengeländer, Wände;
• Öffnungen in Wänden, die eine Etage nicht überschreiten.

Außerdem sind bei einem monolithischen Gebäude die Bemessungswerte zu beachten:

• Widerstandaxialer Betondruck:
• Betonwiderstand gegen Längszug;
• Widerstand der Längsbewehrung gegen axialen Druck;
• Zugfestigkeit der Längsbewehrung;

Designanforderungen

Schutz von Gebäuden und Bauwerken vor fortschreitendem Einsturz basiert auf der Bereitstellung der Dynamik der Entwicklung des Einflusses verschiedener lokaler Zerstörungen auf die Gesamtstruktur des Gebäudes (Bauwerk). Derzeit wird die Software von Rahmen von Hochhäusern mit großer Spannweite unterschiedlicher Geometrie sowohl in der Phase ihres Entwurfs als auch während der Restaurierung nach lokaler Beschädigung besonders aktiv untersucht. Empfehlungs- und Regelsammlungen werden entwickelt, verbindliche Standards verabschiedet.

Erwähnenswert ist, dass die von uns mehrfach erwähnte Arbeitsgemeinschaft „Schutz vor fortschreitendem Einsturz“als normatives Regelwerk gemeinsam vom Forschungsinstitut Zentrum „Bau“und dem Südwest-Land erarbeitet wurde Universität unter Berücksichtigung der Bundesgesetze Nr. 184-FZ und Nr. 384-FZ, die in diesem Fall technische Vorschriften und Sicherheitsmaßnahmen regeln. Es ist für die Regulierung geeignet:

• Bau von Gebäuden (Strukturen) mit normaler und erhöhter Verantwortung;
• Rekonstruktion von Gebäuden (Strukturen) mit normaler und erhöhter Verantwortung;
• Sanierung von Gebäuden (Bauwerken) mit hoher Verantwortung.

Das betreffende JV regelt:

• verwendete Baustoffe und ihre Eigenschaften;
• mögliche Belastungen und deren Auswirkungen aufGebäude (Strukturen);
• Eigenschaften von Berechnungsmodellen;
• Destruktive Anti-Software-Maßnahmen.

Merkmale der Computerrechnung

Wie wir wiederholt erwähnt haben, beinh altet der Schutz vor fortschreitendem Kollaps Computermodellierung durch Finite-Elemente- und Grenzgleichgewichtsmethoden. Es ist nützlich zu wissen, dass spezialisierte Softwarepakete STADIO, ANSYS, SCAD, Nastran als Werkzeug für die Modellierung nach der Grenzzustandsmethode dienen. In diesem Fall wird ein vollwertiges Modell erstellt, da dank der genannten Methode eine nahezu vollständige Übereinstimmung des Modells mit der Dynamik der Reaktion des Gebäudes auf lokale Schäden erreicht wird.

Die kinematische Methode verwendet dieselben Programme, ist aber weniger formalisiert und erfordert, dass der Ausführende eine persönliche Berechnungsmethode entwickelt.

Als Ergebnis kinematischer Berechnungen:

• Strukturelemente definieren, die ihre Integrität verlieren;
• die Strukturelemente selbst werden zu äquivalenten Gruppen zusammengefasst;
• berechnet den Bauaufwand für jede Gruppe;
• die gefährlichsten Orte der lokalen Zerstörung bestimmen, die Software verursachen können;
• Zerstörung wird vorhergesagt, sodass Restaurierungsarbeiten frühzeitig geplant werden können.

Schlussfolgerung

Unsere Zeit ist geprägt von der Entstehung immer mehr Wohn- und Bürohochhäuser. In den letzten Jahren hat das öffentliche Interesse an den Problemen der Verbesserung der Zuverlässigkeit zugenommen. Industrie- und Wohnbauten. Insbesondere nicht den letzten Platz nimmt die Frage ein: „Wie kann ein fortschreitender Kollaps am sichersten verhindert werden?“Und das ist kein Zufall, denn solche Unfälle bringen die größten materiellen Verluste mit sich und verursachen tiefgreifende negative soziale Folgen. Schließlich können solche Unfälle Hunderte oder sogar Tausende von Menschenleben kosten.

Forschung läuft in drei Richtungen:

• Entwicklung idealer Verbindungen zwischen Strukturelementen;
• Konstruktionselemente für höchste Zuverlässigkeit schaffen;
• optimal hinderliche Gesamtgest altung von Gebäuden (Bauwerken).

Konstruktionsbüros, Spezialbau- und Forschungsunternehmen wandeln ihre Forschung nicht in Know-how um, dieses wird veröffentlicht und zusammengefasst. Und das ist verständlich, denn das Problem der Software ist nicht nur konstruktiv, sondern auch gesellschaftlich bedeutsam. Allerdings müssen die Regelungen noch verbessert werden. Darüber hinaus sollten die unterschiedlichen Erfahrungen von Spezialisten auf dem Gebiet der Diagnostik möglicher Software zunächst vereinheitlicht und aktualisiert und dann planmäßig, regelmäßig und nicht-kommerziell in eine praktische Präventivdiagnostik überführt werden.

Offensichtlich soll nun die Kalkulation der Software für Eigentümer von Wohn- und Gewerbeanlagen im Verfahren zugänglicher und einfacher werden. Schließlich gibt es das Problem des alternden Wohnungsbestands, und bei solchen Unfällen geht es um den Verlust von Menschenleben.

Ein gut etabliertes System von Vorauszahlungen für Software, wenn es rechtlich gerechtfertigt ist und tatsächlich eingeführt wird, würde zu einem wirksamen Instrument, um neue Tragödien zu verhindern.

Vielleicht kann rechtzeitige Prävention solche Software verhindern wie den Einsturz des Eingangs eines Wohnhauses am 31. Dezember 2018 in Magnitogorsk, bei dem 39 Menschen ums Leben kamen. Normativ ist es notwendig, eine Liste von Situationen zu erstellen, in denen nicht nur unbedingt, sondern auch dringend eine Berechnung für einen fortschreitenden Einsturz durchgeführt werden muss. Die Notwendigkeit einer solchen Berechnung ist besonders dringend, wenn der Wohnungseigentümer beschließt, zu sanieren, oft ohne zu wissen, dass dies die tragenden Bauteile betrifft. Es war dieser unkontrollierte Verstoß, der die obige Software verursacht hat.