Результаты моделирования

Моделирование проведено последовательно в три этапа. На первом этапе расчета методом динамической релаксации было получено начальное напряженно-деформированное состояние колонны, соответствующее заданным значениям действующих нагрузок. На рисунке В.3 показано начальное распределение осевых напряжений в колонне перед взрывом. На втором этапе рассчитывали нестационарную газодинамику взрыва 50 кг тротила и напряженно-деформированное состояние (НДС) колонны. Динамику НДС колонны при прохождении ударной волны рассчитывали в нелинейной постановке с учетом необратимых деформаций и разрушения бетона и арматуры. На рисунке В.4 показаны моменты обтекания колонны ударной волной. На рисунке В.5 показано поле давлений в сечении, проходящем на высоте 600 мм от нижнего перекрытия. На рисунке В.6 показано распределение относительных концентраций продуктов детонации и воздуха для того же сечения и момента времени. На рисунке В.7 показана динамика накопления поврежденности бетона при воздействии взрывной волны на колонну. По результатам расчета время воздействия составило 2,8 мс. На третьем этапе рассчитывали разрушение колонны, поврежденной взрывом, под воздействием постоянных и временных нагрузок, действующих на колонну со стороны верхних этажей. На рисунках В.8 и В.9 показана динамика разрушения колонны. Время полного разрушения колонны после взрыва по результатам расчета составило ~ 100 мс.

В случае если перекрытия верхних этажей запроектированы с достаточным запасом прочности, полного разрушения колонны, как показано на рисунках В.8 и В.9, не произойдет, а произойдет зависание разрушенной колонны и всех вышерасположенных колонн на арматуре перекрытий. В расчете арматура вышележащих перекрытий 30 этажей была сведена к одному эквивалентному по сечению плоскому слою. Приведенная толщина пластины из арматурной стали составила 30 мм. Динамика разрушения колонны для аналогичного заряда взрывчатого вещества с учетом прочности перекрытий вышележащих этажей показана на рисунке В.10.

Рисунок В.3 - Начальное НДС колонны. Поле осевых напряжений

Время - 0,0 мс после взрыва		Время - 0,2 мс после взрыва		Время - 0,4 мс после взрыва
Время - 0,6 мс после взрыва	Время - 0,9 мс после взрыва		Время - 1,5 мс после взрыва		Время - 2,6 мс после взрыва

Рисунок В.4 - Обтекание колонны ударной волной

Рисунок В.5 - Распределение давлений в сечении на высоте 600 мм в момент времени 1,3 мс после взрыва

Рисунок В.6 - Обтекание колонны продуктами детонации.

Сечение на высоте 600 мм. Поле относительных объемных концентраций в момент времени 1,3 мс после взрыва

Время - 0,4 мс после взрыва	Время - 0,7 мс после взрыва
Время - 1,6 мс после взрыва	Время - 2,8 мс после взрыва

Рисунок В.7 - Накопление поврежденности в бетоне при взрыве

Время - 4,8 мс после взрыва

Время - 16,8 мс после взрыва

Время - 32,8 мс после взрыва

Время - 50,8 мс после взрыва

Время - 70,8 мс после взрыва

Рисунок В.8 - Разрушение колонны после взрыва

Время - 4,8 мс после взрыва

Время - 16,8 мс после взрыва

Время - 32,8 мс после взрыва

Время - 50,8 мс после взрыва

Время - 70,8 мс после взрыва

Рисунок В.9 - Разрушение колонны после взрыва

Время - 5,4 мс после взрыва	Время - 47,4 мс после взрыва
Время - 71,4 мс после взрыва	Время - 105,0 мс после взрыва

Рисунок В.10 - Разрушение колонны с учетом прочности эквивалентного перекрытия