Если при обрушении части здания начинается цепная реакция, приводя к обрушению других конструкций, это называется прогрессирующим обрушением. Это похоже на домино: если упадет одна фишка, она может сбить следующую. Прогрессирующее обрушение опасно тем, что рухнуть может всё здание.
Проблема особенно актуальна для защиты от терактов, столкновения спецтранспорта с несущими конструкциями и при локальных просадках грунта.
Для минимизации затрат на защиту от этого процесса аспирант факультета строительства и архитектуры ВятГУ Андрей Черепанов под руководством заведующего кафедрой строительного производства Алексея Чаганова предложили систему модернизации балочных перекрытий. Для обоснования предложения был проведен численных эксперимент по сравнению обычных и модернизированных балочных систем по их устойчивости к обрушению.
- Идея возникла во время написания диссертации. Существующие нормы допускают использование «вантовой» схемы при прогрессирующем обрушении, но на практике это практически никогда не используется, хотя и является очень экономичным вариантом защиты. Это связано со сложностями проектирования с учетом перехода конструкции в другую схему работы.
Поэтому появилась идея разработать и запатентовать конструкции, где переход между схемами работы будет прогнозируемым, - рассказывает автор проекта Андрей Черепанов.
В своей работе учёные обосновали использование альтернативного метода повышения устойчивости к обрушениям, который основан на предполагаемой трансформации балочной системы в висячую.
Результаты расчетов показывают, что добавление новых элементов в конструкции не оказывают значительного влияния на их работу в режиме нормальной эксплуатации.
Согласно численным измерениям, добавление элементов в конструкцию позволяет предотвратить полное разрушение балки.
- Проведенная работа обосновывает возможность защиты зданий от прогрессирующего обрушения таким способом. Для практического применения необходимо дополнительно исследовать факторы, влияющие на работу конструкций. Исследовательская работа будет продолжена и должна завершиться серией натурных экспериментов, - отметил Андрей Черепанов.
На практике разработка может быть использована для реконструкции существующих промышленных и общественных объектов, чтобы привести их к действующим нормативным требованиям.
