Оценка несущей способности строительных конструкций железобетонной вентиляционной трубы высотой 150 м на основе натурных и численных исследований

Анотація

В статье представлены результаты оценки несущей способности строительных конструкций железобетонной вентиляционной трубы высотой 150 м при сейсмических воздействиях и нагрузках от смерча, с учетом результатов натурных динамических и инструментальных обследований строительных конструкций, на основе численных исследований линейной и нелинейной пространственных расчетных моделей.

Реализация поставленной цели была достигнута за счет решения следующих задач:

• проведения вибродинамических обследований;
• определение прочности бетонных конструкций ультразвуковым методом;
• разработки линейной и нелинейной пространственных расчетных моделей трубы;
• выполнения расчетов на воздействия смерча класса F3 и сейсмических воздействий интенсивностью 6 баллов (МРЗ) и 7 баллов (выше МРЗ).

По результатам вибродинамических обследований определены фактические динамические параметры конструкций вентиляционной трубы (формы колебания, преобладающие периоды и частоты при колебаниях по основным формам). По результатам инструментальных исследований конструкций ультразвуковым методом определены фактические характеристики прочности конструкций бетона. Полученные натурные данные использованы при разработке пространственных расчетных моделей сооружения.

Для определения несущей способности конструкций выполнены расчеты моделей с использованием программного комплекса «ЛИРА САПР», который является компьютерной системой для структурного анализа и проектирования.

Расчеты выполнены на нагрузки от смерча класса F3, а также сейсмические воздействия интенсивностью 6 и 7 баллов, определенные по спектральному методу. Дополнительно выполнена оценка несущей способности железобетонных конструкций сооружения, при экстремальных нагрузках (сейсмических 7 баллов и смерча класса F3) с учетом пластических свойств бетона и арматуры. Использован нелинейный статический анализ (Pushover analysis) конструкций, применяемый в нормах Украины, Евросоюза, США и других странах при оценке сейсмостойкости эксплуатируемых сооружений.

По результатам исследований получены параметры напряженно-деформированного состояния конструкций железобетонной вентиляционной трубы при рассмотренных сейсмических и смерчевых нагрузках, подготовлены рекомендации по снижению возможных последствий землетрясения интенсивностью 7 баллов и смерча класса F3.