Приложение 5 (рекомендуемое). Методика расчета на воздействие падающего самолета

Приложение 5

(рекомендуемое)

Методика расчета на воздействие падающего самолета

1. Методика распространяется на расчет железобетонных конструкций защитных оболочек и плоских перекрытий (плит) герметичных помещений на воздействие падающего самолета и другие локальные квазистатические (с коэффициентом динамичности ) и мгновенно приложенные (импульсные) нагрузки.

2. Нагрузка считается локальной, если

, (30)

где минимальный размер конструкций в плане; - диаметр пятна приложения внешней нагрузки; - толщина конструкции.

3. Предельное состояние конструкций в зоне приложения локальных нагрузок характеризуется разрушением бетона в сжатой зоне, растянутая арматура при этом находится в стадии развития пластических деформаций. Допускается возникновение остаточных перемещений и наличие в бетоне растянутой зоны раскрытых трещин (состояние 1a - СНиП II-11-77*).

4. При воздействии на сооружение падающего самолета происходит разрушение конструкции по боковой поверхности эллиптического усеченного конуса, меньшим основанием которого служит площадь действия внешней нагрузки (рис. 3).

Поверхность разрушения имеет три характерные зоны, определяемые видом сопротивления бетона: зона трехосного сжатия, зона растяжения со сдвигом и зона растяжения.

При этом предельное значение модуля вектора внешней нагрузки F допускается находить по формуле ():

, (31)

где , - соответственно предельные средние значения нормальных и касательных напряжений, действующих на поверхности разрушения конструкции, определяемые по формулам:

,

, (32)

здесь , - расчетные сопротивления бетона соответственно сжатию и растяжению при динамических воздействиях; А - площадь поверхности разрушения конструкций:

для плит

, (33)

для сферических оболочек постоянной кривизны

, (34)

здесь l - геометрические характеристики поверхности разрушения (см. рис. 3):

, (35)

, (36)

; (37)

здесь r - радиус кривизны оболочки;

- суммарное усилие от поперечной арматуры, пересекающей поверхность разрушения:

; (38)

здесь - расчетное динамическое сопротивление поперечной арматуры динамическим воздействиям:

; (39)

- площадь поперечного сечения одного стержня поперечной арматуры;

n - количество стержней поперечной арматуры, пересекающей поверхность разрушения:

; (40)

здесь , - шаг стержней поперечной арматуры в двух взаимно перпендикулярных осевых направлениях конструкции.

Относительная высота сечения над наклонной трещиной находится по выражению

. (41)

Относительная высота сечения над нормальной трещиной в предельном состоянии определяется так:

, (42)

где ; (43)

. (44)

Радиальный момент в нормальных сечениях, проходящих через вершины наклонной трещины в предельном состоянии работы конструкции, определяется следующим образом:

, (45)

; (46)

где , - коэффициенты армирования для продольной арматуры, расположенной соответственно в растянутой и сжатой зонах; - коэффициент Пуассона материала конструкций;

; (47)

здесь - предварительное напряжение; - напряжения в меридиональном и кольцевом направлениях, возникающие за счет кривизны конструкции:

для оболочек

, (48)

для плит

.

При действии локальных нагрузок в виде прямоугольного импульса длительностью ( - толщина конструкции, - скорость распространения продольных упругих волн в конструкциях) разрушение железобетонных плит и оболочек происходит по боковой поверхности усеченного цилиндра, верхним основанием которого служит площадь действия нагрузки.

Прочность конструкции в данном случае будет обеспечена при соблюдении условия

. (49)