МЕТОД АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТРАЕКТОРИЙ ПЕРЕДАЧИ НАГРУЗКИ РАСЧЁТА ЗДАНИЯ НА ПРОГРЕССИРУЮЩЕЕ ОБРУШЕНИЕ

  Метод альтернативных траекторий расчёта здания на прогрессирующее обрушение (АТ метод) следует применять в следующих расчетных ситуациях:
  1) когда вертикальный конструктивный элемент не обеспечивает требуемую прочность для восприятия связевого усилия и конструктор может использовать AT – метод для проверки способна ли конструктивная система воспринять нагрузки, расположенные выше разрушенного (поврежденного) вертикального конструктивного элемента;
  2) когда выполняется расчет конструктивных систем, имеющих высокий уровень защиты (к ним относятся высотные здания). В этом случае выполняется вынужденное удаление отдельных вертикальных несущих конструктивных элементов.
  При выполнении расчетов в рамках АТ – методов рекомендуется использовать пространственные расчетные модели, к которым применимы следующие расчетные процедуры:
  1) Линейный статический расчет, в рамках которого применяется гипотеза о работе материалов в линейно-упругой стадии, а геометрическая формулировка базируется на малых деформациях (перемещениях). Исключением из традиционного метода является возможность “врезки” дискретных пластических шарниров в сечениях, где изгибающие моменты достигают предельных значений. Полная расчетная нагрузка для особой комбинации усилий прикладывается одновременно для всех элементов модифицированной конструктивной системы с удаленным вертикальным несущим элементом.
  2) Нелинейный статический расчет, в рамках которого при расчете конструктивной системы учитывается как физическая, так и геометрическая нелинейность. К модифицированной конструктивной системе с удаленным вертикальным несущим элементом пошагово прикладывается нагрузка равным ступенями от нуля до полного расчетного значения. На каждой ступени (этапе) нагружения выполняется итерационный расчет системы.
  3) Нелинейный динамический расчет, в рамках которого при расчете учитывается физическая и геометрическая нелинейность. Динамические расчеты проводят для конструктивной системы, в которой мгновенно удаляют вертикальный несущий элемент при полной расчетной нагрузке для соответствующего особого сочетания и анализируют результирующие параметры движения (ускорения).
  Несущие конструктивные элементы из конструктивной системы рекомендуется удалять следующими способами:
  1) в конструктивных системах, для которых вертикальные элементы не имеют достаточной прочности на растяжение для восприятия требуемых связевых усилий, удаляют элемент, имеющий дефицит прочности;
  2) в конструктивных системах, которые должны иметь высокий уровень защиты, расположение и количество удаляемых элементов устанавливают для проверки условия, что конструкция имеет адекватную прочность для восприятия нагрузок, расположенных выше удаленного элемента.
   Правила вынужденного удаления внешних колонн.
Рекомендуется, чтобы как минимум одна колонна должна быть удалена в непосредственной близости к середине короткой стороны и к середине длинной стороны здания. Кроме того, рекомендуется обязательное удаление колонн в точках плана здания, где существенно изменяется его геометрия или конструктивное решение (направление пролетов рам, их размеры: пролеты, высота). Для конструктивной системы единовременно удаляется только один вертикальный элемент из расчетной схемы.
  Так, например, если удаляется угловая колонна, то отдельный расчет модифицированной конструктивной системы выполняется при удалении колонны 1-го этажа, следующий – при удалении колонны 2-го этажа и т. д. Если в процессе расчета выясняется, что при удалении очередных колонн (например, с 4-го по 10-ый этаж) результаты расчета не отличаются, детальный анализ для этих этажей допускается не выполнять.
  Правила вынужденного удаления внутренних колонн.
  Для конструктивных систем зданий с подземными паркингами или другими трудно контролируемыми публично-доступными местами (площадями) первого этажа, необходимо выполнить расчет с удалением внутренних несущих колонн около середины короткой стороны, у середины длинной стороны плана здания, а так же в углу неконтролируемой площади.
  Ограничение области обрушения.
  Ограничение размеров области повреждений при удалении внешней колонны или несущей стены
  При удалении наружной колонны или стены требуется, чтобы площадь обрушения покрытия непосредственно над удаленным элементом была не более 80 м2 и не более 15% от общей площади покрытия. Перекрытие, располагаемое ниже поврежденного элемента не должно разрушаться. Любое разрушение не должно распространятся за пределы конструкций, играющих второстепенную роль по отношению к удаленному элементу.
Ограничение размеров области повреждений при удалении внутренней колонны или стены
  При удалении внутренней колонны или стены требуются, чтобы площадь обрушения перекрытия непосредственно над удаляемым элементом должна быть не более 140 м2 и не более 30% от полной площади перекрытия. Разрушение перекрытия, расположенного ниже удаляемого элемента не допускается.
  Расчетные критерии при проверке сопротивления к прогрессирующему обрушению для отдельных конструктивных элементов
  Расчетные критерии АТ - метода для отдельных элементов включают требования прочности и ограничения деформаций.
  Моменты, осевые усилия, поперечные силы рассчитывают для отдельных элементов и узлов конструктивной системы в рамках АТ – метода и рассматривают как требуемые прочностные характеристики (далее параметры).
  Требуемые прочностные параметры для конструктивных элементов (вектор внутренних усилий от внешних воздействий) сравнивают с вектором расчетных предельных усилий, которые способны воспринимать конструктивные элементы. Кроме того, дополнительно выполняется проверка критериев деформативности. Перемещения, углы поворотов и продольные деформации, рассчитаны по модели АТ – метода, сравнивают с предельно допустимыми значениями. Если для любого конструктивного элемента расчетные критерии не выполняются (превышены) выполняется модификация расчетной модели и производиться перерасчет.
  Расчетные критерии при изгибе базируются на расчетной изгибной прочности конструктивного элемента, определяемой в соответствии с требованиями норм. При этом в расчетной модели используются расчетные характеристики материалов с повышающими коэффициентами безопасности.
  В случае когда в анализируемом изгибаемом элементе момент от внешней нагрузки, определенной в рамках АТ – метода при расчете модифицированной модели, превышает предельный расчетный момент, то элемент либо удаляется из расчетной схемы, либо дополнительно модифицируется. Для линейных расчетных моделей, конструктивный элемент может быть модифицирован при “врезке” так называемого эффективного пластического шарнира. Место расположения дискретного пластического шарнира определяется положением сечения, в котором достигается предельный изгибающий момент. В этом сечении одновременно с “врезкой” пластического шарнира в соответствующем направлении прикладывается два предельных момента с каждой стороны дискретного шарнира.