|
35 научных основ анализа конструкций в рамках представлений о разрушении как о результате потери устойчивости процессов неупругого деформирования, что предполагает разработку математических моделей накопления повреждений и разрушения материалов. Для этого требуется решение различного типа краевых задач механики деформируемого твердого тела, в которых моделирование свойств материалов связано с использованием полных диаграмм деформирования [52]. Широкое внедрение методов математического моделирования и вычислительной техники в практику инженерных расчетов, а также современный способ теоретического исследования сложных процессов — вычислительный эксперимент позволяют исследовать поведение сооружений с учетом конструктивных особенностей, комплекса внешних воздействий, реальных моделей механического поведения материалов и прогнозировать возможность их безопасной работы. Объектом исследования при этом может быть как материальное тело, так и любой процесс. Математические методы можно применять лишь к математическим моделям объектов или процессов, поэтому прежде всего, необходимо формализовать изучаемую проблему, т.е. построить ее математическую модель (ММ), выделив наиболее существенные черты и свойства изучаемого объекта или процесса и описав их с помощью математических соотношений. При этом предварительно требуется сформулировать: содержательную постановку задачи моделирования, для чего нужно определить основные факторы и механизмы, влияющие на моделируемый объект; провести анализ всего имеющегося экспериментального и теоретического материала, а при необходимости, и дополнительные эксперименты; и концептуальную постановку, учитывающую совокупность гипотез о поведении объекта, его взаимодействие с окружающей средой и изменение параметров [49, 238]. 1.4. Основные причины и формы деформирования и разрушения многоэтажных зданий Деформации и характер разрушения зданий определяются характером внешних воздействий. В процессе эксплуатации несущие конструкции зданий подвергаются различным внешним воздействиям: силовым, деформационным и |
Кроме перечисленного, исследование безопасности может включать в себя определение таких параметров как остаточный ресурс, энергетическая катастрофичность разрушения (прогнозируемый запас упругой энергии в системе к моменту разрушения), а также анализ способов управления процессом разрушения на основе обеспечения условий устойчивого протекания диссипативных процессов, необходимых для приспособления материалов к условиям эксплуатации (управление структурными параметрами создаваемых материалов, управление свойствами нагружающих систем) [219]. Вопросы анализа безопасности строительных объектов связаны с развитием научных основ анализа конструкции в рамках представлении о разрушении как о результате потери устойчивости процессов неупругого деформирования, что предполагает разработку математических моделей накопления повреждений и структурного разрушения материалов. Это позволит разработать систему оценок по параметрам, влияющим на начало процесса разрушения, на резерв несущей способности, на энергетическую катастрофичность разрушения и др. Для этого требуется решение различного типа краевых задач механики деформируемого твердого тела, в которых моделирование свойств материалов связано с использованием полных диаграмм деформирования [27, 54, 57]. Широкое внедрение методов математического моделирования и вычислительной техники в практику инженерных расчетов, а также современный способ теоретического исследования сложных процессов вычислительный эксперимент позволяют исследовать поведение сооружении с учетом конструктивных особенностей, комплекса внешних воздействий, реальных механического материалов прогнозировать возможность их безопасной работы. Объектом исследования при этом может быть как материальное тело (сооружение, конструкция), так и любой процесс (деформирование, разрушение). Математические методы можно применять лишь к математическим моделям объектов или процессов, поэтому прежде всего, 24 необходимо формализовать изучаемую проблему, т.е. построить ее (М М ) выделив наиболее существенные черты и свойства изучаемого объекта или процесса и описав их с помощью математических соотношении. При этом предварительно требуется сформулировать: содержательную постановку задачи моделирования, для чего нужно определить основные факторы и механизмы, влияющие на моделируемый объект; провести анализ всего имеющегося экспериментального и теоретического материала, а при необходимости, и дополнительные эксперименты; и концептуальную постановку, учитывающую совокупность гипотез о поведении объекта, его взаимодействие с окружающей средой и изменение параметров [25]. 1.2. Основные причины и формы деформирования и разрушения многоэтажных зданий Деформации и характер разрушения зданий определяются характером внешних воздействий. В процессе эксплуатации несущие конструкции зданий подвергаются различным внешним воздействиям: силовым, деформационным и тепловым, статическим и динамическим. Силовые воздействия, в соответствии со строительными нормами и правилами [149], принято подразделять на постоянные (собственный вес конструкций, пола, перекрытий, покрытий) и временные (длительные: вес оборудования, часть снеговой нагрузки, часть временной нагрузки на перекрытия и кратковременные: ветровая, крановая нагрузки). Вид действующей нагрузки при этом учитывается соответствующими коэффициентами. Тепловые воздействия вызывают температурные напряжения и приводят к изменению механических характеристик материалов. Деформационные (или кинематические) воздействия неравномерные осадки сооружений вызываются, прежде всего, самой природой деформируемости грунтовых основании под нагрузкой. 25 |