Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of the Department of Metal and Timber Structures
кандидат технических наук, доцент кафедры металлических и деревянных конструкций
Postgraduate student of the Department of Metal and Timber Structures
аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций
Through a review of Russian and international scientific literature, this study investigates potential methods for controlling stress distribution in various structural systems and evaluates their applicability to steel ribbed-ring domes in case of accidental situations involving the failure of a support node. Numerical simulations of the ribbed-ring dome were conducted across various problem settings to account for progressive collapse triggered by the localized failure of a supporting element. These simulations encompass linear static, nonlinear quasi-static, and nonlinear dynamic analyses. Based on the computational results, conclusions are drawn regarding the patterns of stress redistribution within the structural system and the subsequent collapse scenarios of the dome. Furthermore, a comparative analysis was performed on numerical models of the ribbed-ring dome with a damaged support node, alongside models incorporating various techniques for stress distribution control. The efficacy of these techniques in controlling the stress distribution in dome structures under accidental situations was rigorously evaluated. Finally, based on the numerical analysis and through a comparative evaluation of the stress distributions across different configurations equipped with force distribution control systems, a mechanism for the adaptive action of the dome roof system is proposed. This mechanism allows for a tolerable degree of localized damage while preserving the integrity of the load-bearing frame and preventing subsequent progressive collapse.
Путем анализа отечественных и зарубежных литературных источников исследованы возможные методы управлением распределения напряжений в различных конструкциях и рассмотрена возможность их применимости к стальным ребристо-кольцевым куполам при возникновении аварийной ситуации в опорном узле. Проведен расчет численных моделей ребристо-кольцевого купола в различных постановках задач с учетом прогрессирующего обрушения конструкции при повреждении опорного элемента: линейный статический, нелинейный квазистатический, нелинейный динамический. По данным расчета сделаны выводы о характере перераспределения напряжений в конструктивной системе и последующем сценарии обрушения конструкции купола. Проведен анализ численных моделей ребристо-кольцевого купола с поврежденным опорным узлом и моделей, в которых реализованы различные методы регулирования напряженно-деформированного состояния и дана оценка эффективности их использования для управления напряженно-деформированным состоянием в купольных конструкциях при возникновении аварийной ситуации. По результатам численного анализа путем сравнения напряженно-деформированных состояний разных схем с реализованными системами управления распределением усилий в системе предложен механизм регулируемой работы купольного покрытия с допустимой степенью разрушения, позволяющий сохранить несущий каркас и избежать дальнейшего прогрессирующего обрушения.