Удар падаючих уламків по залізобетонній плиті

Заголовок (англійською): 
Impact of falling debris on reinforced concrete slab
Автор(и): 
Перельмутер А.В.
Автор(и) (англ): 
Perelmuter A.V.
Ключові слова (укр): 
прогресуюче обвалення, удар падаючим тілом, залізобетонна плита, гранична рівновага
Ключові слова (англ): 
progressive collapse, impact by a falling body, reinforced concrete slab, limit equilibrium
Анотація (укр): 
Робота присвячена аналізу одного з можливих граничних станів, для котрого сценарієм є обвалення перекриття над віддаленою колоною, внаслідок чого виникає загальне обвалення типу «шаровий пиріг» (рancake-type collapse). Пропонується наближена методика оцінки прогресуючого обвалення залізобетонної плити перекриття багатоповерхового будинку, що отримає удар падаючих уламків конструкцій, які вийшли зі строю. У підгунті методики лежить динамічний аналіз спрощеної модулі руху, форма котрого приймається подібною до такої, що використовується в теорії граничної рівноваги. Припускається, що пружна робота плити мало впливає на кінцеве значення деформації, котрі виникають у влиті у формі лінійних пластичних шарнірів. Частка кінетичної енергії падаючих уламків передається плиті, яка отримує удар, знаходиться теоретично як у класичному випадку повність пластичного удару. Одержане диференційне рівняння руху інтегрується у замкненій формі Використання методики, що пропонується, демонструється за допомогою ілюстритивного прикладу.
Анотація (англ): 
The work is devoted to the analysis of one of the possible limit states, for which the scenario is the collapse of the floor over a remote column, as a result of which a general collapse of the rancake-type collapse occurs. An approximate method of assessing the progressive collapse of a reinforced concrete floor slab of a multi-story building, which will receive an impact from falling fragments of failed structures, is proposed. The technique's underpinning is the dynamic analysis of a simplified module of motion, the form of which is assumed to be similar to that used in the theory of limit equilibrium. It is assumed that the elastic work of the plate has little effect on the final value of the deformation that occurs in the casting in the form of linear plastic hinges. Part of the kinetic energy of the falling debris is transferred to the plate that receives the impact, it is theoretically as in the classical case the completeness of the plastic impact. The resulting differential equation of motion is integrated in a closed form. The use of the proposed technique is demonstrated with the help of an illustrative example.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2023, number 110
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
03-110_perelmuter_a.v.pdf
Дата публікації: 
14 Сентябрь 2023
Номер збірника: 
110
Розділ: 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Університет автора: 
НПО SCAD Soft, 03037, Київ, вул. Освіти, 3а. Київський національний університет будівництва і архітектури, 03680, Київ, Повітрофлотський просп., 31
Литература: 
  1. Hao Wang, Anqi Zhang, Yi Li, Weiming Yan (2014) A Review on Progressive Collapse of Building Structures. The Open Civil Engineering Journal 8(1):183-192. DOI:10.2174/1874149501408010183
  2. Kavya G.R., Shivaraju G.D.(2019) Review on Progressive Collapse of Building Structure. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) http://www.ijert.org ISSN: 2278-0181.
  3. Silpa G,, Sreevalli I. (2021). A Review on Progressive Collapse of Reinforced Concrete Flat Slab Structures. Civil Engineering Infrastructures Journal, 54(1), 181-194. doi: 10.22059/ceij.2020.291570.1624
  4. General Services Administration (2003), Progressive Collapse Analysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization Projects, Washington, DC, USA.
  5. Office of the Deputy Prime Minister (2004), The Building Regulations 2000, Part A, Schedule 1: A3, Disproportionate Collapse, London, UK.
  6. American society of civil engineers (2005). Minimum design loads for buildings and other structures. SEI/ASCE 7-05. Reston (VA, USA).
  7.  Department of defense (2005). Unified facilities criteria, Design of buildings to resist progressive collapse, UFC 4-023-03, USA.
  8. Strarossek U (2007) Typology of progressive collapse. Engineering Structures 29(9): 2302-2307.   doi:10.1016/j.engstruct.2006.11.025.
  9. Bazant Z.P., Zhou Y (2002) Why did the World Trade Center collapse? Simple analysis. Journal of Engineering Mechanics 128(1): 2-6.
  10. Vlassis A.G., Izzuddin B.A., Elghazouli A.Y., Nethercot D.A (2009) Progressive collapse of multi-storey buildings due to failed floor impact. Engineering Structures, 2009  31(7): 1522-1534. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2009.02.009.
  11. Ardian Yolanda A., Djauhari Z., Ridwan , and Yuniarto E (2019)  Progressive collapse of regular and irregular reinforced concrete moment frame // MATEC Web of Conferences 276, 0 (2019) https://doi.org/10.1051/matecconf /201927601035 ICAnCEE 2018.
  12. Lalkovski N., Starossek U. (2013). Pancake-Type Collapse. Energy Absorption Mechanisms and their Influence on the Final Outcome 1;284-295.  doi: 10.1061/9780784412848.026/
  13. Szyniszewski S., Krauthammer T. (2012). Energy flow in progressive collapse of steelframed buildings. Engineering Structures 42(1):142–153.
  14. Wilkes J., Krauthammer T (2019) An energy flow approach for progressive collapse assessment. Engineering Structures 190(1): 333-344.
  15. Lalkovski N., Starossek U (2014) Pancake-type collapse-preventing downward progression. Nature and People. 102:1642-1649. doi: 10.2749/222137814814068148.
  16. Kaewkulchai G, Williamson E.B (2006) Modeling the impact of failed members for progressive collapse analysis of frame structures. Journal of Performance of Constructed Facilities  20(4):375–383.
  17. Kaewkulchai G, Williamson E.B (2004) Beam element formulation and solution procedure for dynamic progressive collapse analysis. Computers and Structures  82(7–8):639–651.
  18. Talaat M., Mosalam K.M(2009) Modeling progressive collapse in reinforced concrete buildings using direct element removal. Earthquake Engineering and Structural Dynfmics. 38:609–634 DOI: 10.1002/eqe.898.
  19. Барабаш М.С (2016) Моделирование запроектных воздействий  при исследовании жизненного цикла зданий и сооружений. International Journal for Computational Civil and Structural 12:. 15-25. https://doi.org/10.22337/1524-5845-2016-12-3-15-25
  20. Травуш В.И., Шапиро Г.И., Колчунов В.И., Леонтьев Е.В., Федорова Н.В (2019) Проектирование защиты крупнопанельных зданий от прогрессирующего обрушения. Жилищное строительство. 3: 40–46. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-3-40-46.
  21. Под ред Варвака П.М и, Рябова А.Ф. (1971) Справочник по теории упругости (для инженеров-строителкй). Будівельник Киев
  22. Пановко Я.Г. (1977) Введение в теорию механического удара. М.: Наука.
  23. Держкоммістобудування України (1998) Захисні споруди цивільної оборони. ДБН В 2.2.5-97. КиЇв.
 
References: 
1.     Hao Wang, Anqi Zhang, Yi Li, Weiming Yan (2014) A Review on Progressive Collapse of Building Structures. The Open Civil Engineering Journal 8(1):183-192. DOI:10.2174/18741495014080101832.     Kavya G.R., Shivaraju G.D.(2019) Review on Progressive Collapse of Building Structure. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT) http://www.ijert.org ISSN: 2278-01813.     Silpa G., Sreevalli I. (2021). A Review on Progressive Collapse of Reinforced Concrete Flat Slab Structures. Civil Engineering Infrastructures Journal, 54(1), 181-194. doi: 10.22059/ceij.2020.291570.16244.     General Services Administration (2003), Progressive Collapse Analysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization Projects, Washington, DC, USA5.     Office of the Deputy Prime Minister (2004), The Building Regulations 2000, Part A, Schedule 1: A3, Disproportionate Collapse, London, UK.6.     American society of civil engineers (2005). Minimum design loads for buildings and other structures. SEI/ASCE 7-05. Reston (VA, USA).7.      Department of defense (2005). Unified facilities criteria, Design of buildings to resist progressive collapse, UFC 4-023-03, USA.8.     Strarossek U (2007) Typology of progressive collapse. Engineering Structures 29(9): 2302-2307.   doi:10.1016/j.engstruct.2006.11.025.9.     Bazant Z.P., Zhou Y. (2002) Why did the World Trade Center collapse? Simple analysis. Journal of Engineering Mechanics 128(1): 2-6.10.   Vlassis A.G., Izzuddin B.A., Elghazouli A.Y., Nethercot D.A. (2009) Progressive collapse of multi-storey buildings due to failed floor impact. Engineering Structures, 2009  31(7): 1522-1534. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2009.02.009 .11.   Ardian Yolanda A., Djauhari Z., Ridwan , and Yuniarto E (2019)  Progressive collapse of regular and irregular reinforced concrete moment frame // MATEC Web of Conferences 276, 0 (2019) https://doi.org/10.1051/matecconf /201927601035 ICAnCEE 2018.12.   Lalkovski N., Starossek U. (2013). Pancake-Type Collapse. Energy Absorption Mechanisms and their Influence on the Final Outcome 1;284-295.  doi: 10.1061/9780784412848.026/13.   Szyniszewski S., Krauthammer T. (2012). Energy flow in progressive collapse of steelframed buildings. Engineering Structures 42(1):142–153.14.   Wilkes J., Krauthammer T. (2019). An energy flow approach for progressive collapse assessment. Engineering Structures 190(1): 333-344.15.   Lalkovski N., Starossek U. (2014) Pancake-type collapse-preventing downward progression. Nature and People. 102:1642-1649. doi: 10.2749/222137814814068148.16.   Kaewkulchai G, Williamson E.B. (2006) Modeling the impact of failed members for progressive collapse analysis of frame structures. Journal of Performance of Constructed Facilities  20(4):375–383.17.   Kaewkulchai G, Williamson E.B. (2004) Beam element formulation and solution procedure for dynamic progressive collapse analysis. Computers and Structures  82(7–8):639–651.18.   Talaat M., Mosalam K.M. (2009) Modeling progressive collapse in reinforced concrete buildings using direct element removal. Earthquake Engineering and Structural Dynfmics. 38:609–634 DOI: 10.1002/eqe.898.19.   Barabash М.S. (2016) Modeling of beyond design impacts in the study of the life cycle of buildings and structures. International Journal for Computational Civil and Structural 12:. 15-25. https://doi.org/10.22337/1524-5845-2016-12-3-15-25 (in Russian).20.   Travush V.I., Shapiro G.I., Kolchunov V.I., Leontiev E.V., Fedorova N.V. (2019) Design of protection of large-panel buildings from progressive collapse. housing construction. 3: 40–46. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-3-40-46. (in Russian).21.   Under the editorship of Varvak P.M., Ryabov A.F. (1971) Handbook of the Theory of Elasticity (for Structural Engineers). Budivelnik Kyiv (in Russian).22.   Panovko Ya.G. (1977) Introduction to the theory of mechanical shock. M.: Science. (in Russian)23 State Committee for Construction of Ukraine (1998) Civil defense protective structures. DBN B 2.2.5-97. Kyiv (in Ukrainian).