Дубракова Ксения Олеговна - кандидат технических наук, доцент кафедры промышленного и гражданского строительства.
ул. 50 лет Октября, 94, Курск, 305040.
Ksenia O. Dubrakova - Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Industrial and Civil Construction Department.
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Дубраков Сергей Валерьевич - доцент кафедры промышленного и гражданского строительства.
ул. 50 лет Октября, 94, Курск, 305040.
Sergey V. Dubrakov - Associate Professor, Department of Industrial and Civil Construction.
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Завалишин Илья Владимирович - инженер кафедры промышленного и гражданского строительства.
ул. 50 лет Октября, 94, Курск, 305040.
Ilya V. Zavalishin - Engineer, Department of Industrial and Civil Engineering.
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040.
Цель исследования. Для обеспечения требований Федерального закона №384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» необходимо более глубокое изучение устойчивости рамно-стрежневых конструктивных систем при возникновении аварийной ситуации, связанной с просадкой основания одной из опор, и разработка методики оценки ресурса сопротивления элементов зданий, находящихся в сложных инженерно-геологических условиях.
Методы. В качестве критерия устойчивости принят знак работы концевых моментов и поперечных сил. Отрицательное значение указанной работы является признаком "активной" потери устойчивости стержня, положительное - "пассивной". При возникновении аварийной ситуации, связанной с просадкой основания одной из опор рамы, работа продольной силы перестает способствовать потери устойчивости стержня. Следовательно, при определенном значении деформации Sslотдельная стойка может перейти от активной бифуркации к пассивной, изменив критические параметры устойчивости всей системы в целом. Приведена формула для определения критической просадки SslKp.
Результаты. Рассмотрена стержневая конструктивная система, центральный элемент которой нагружен силой Ркр, а крайние - силами αРкр. Найдены критические параметры устойчивости указанной рамы и формы бифуркации ее сжатых стоек с применением приведенных уравнений в зависимости от коэффициента приложения нагрузки а до и после возникновения рассматриваемой аварийной ситуации. Представлена оценка влияния просадки основания опор стоек рамы на характер бифуркации стержней конструктивной системы в целом. Выполнен анализ зависимости критического значения просадки SslKр. от схемы нагружения рассматриваемой рамы. Показано, что при значении коэффициента приложения нагрузки α=0,6, на первом этапе, когда рассматриваемая система стабильна, первая стойка теряет устойчивость пассивно, остальные - активно. При просадке основания второй стойки на 21 мм и более происходит изменение типа ее бифуркации, при этом критические параметры устойчивости остальных элементов существенно не изменяются. В случае возникновения аналогичной аварийной ситуации с основанием правой стойки рамы, значение критической просадки составляет 140 мм. При этом изменение типа бифуркации третьей стойки приводит к переходу первой стойки к активной потери устойчивости, вследствие чего существенно изменяются критические параметры всей системы в целом.
Заключение. Предложенный критерий дает возможность относительно просто выявлять элементы с низкой сопротивляемостью потери устойчивости рамно-стержневых конструктивных систем, основанием которых являются просадочные грунты.
Purpose of research. To meet the requirements of Federal Law No. 384 “Technical Regulation on the Safety of Buildings and Structures”, a deeper study of the stability of frame-rod structural systems in the event of an emergency associated with subsidence of the base of one of the supports, and the development of a methodology for assessing the resource of resistance of building elements located in difficult engineering and geological conditions.
Methods. As a stability criterion, the sign of the work of the end moments and transverse forces is adopted. A negative value of this work is a sign of "active" loss of stability of the rod, a positive - "passive". In the event of an emergency related to the subsidence of one of the frame supports, the work of the longitudinal force ceases to contribute to the bifurcation of the rod. Therefore, at a certain strain value Ssl, a separate rack can go from active loss of stability to passive, changing the critical stability parameters of the entire system as a whole. The formula for determining the critical drawdown S_cr is given.
Results. A two-span frame is considered, in which the central strut is loaded with the force Pkr, the extreme - with the forces αPkr. The type of rod bifurcation is determined. Using the above equations, critical parameters and forms of buckling of the structural system under consideration were found before and after the emergency in question. An assessment is given of the influence of the draft of the base of the supports of the frame racks on the character of the bifurcation of the rods of the structural system as a whole. The analysis of the dependence of the critical drawdown value Ssl, cr. on the loading scheme of the frame under consideration is performed. It is shown that when the coefficient of load application is α = 0.6, at the first stage, when the system in question is stable, the first rack loses stability passively, the rest actively. When the base of the second pillar sags by 21 mm or more, a change in the type of its bifurcation occurs, while the critical stability parameters of the remaining elements do not change significantly. In the event of a similar emergency with the base of the right frame pillar, the critical drawdown value is 140 mm. Moreover, a change in the type of bifurcation of the third pillar leads to the transition of the first pillar to active bifurcation, as a result of which the critical parameters of the entire system as a whole change significantly.
Conclusion. An analysis of the calculation results showed that with a certain drawdown value, the emergency in question will lead to a change in the nature of the bifurcation of both individual elements and the entire structural system as a whole. The proposed stability criterion for frame-rod structural systems, the basis of which are subsidence soils, makes it possible to relatively easily identify elements with low resistance to buckling in difficult engineering and geological conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.