Вплив вибухової ударної хвилі на покриття захисної споруди критичної інфраструктури
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
У роботі представлено результати аналізу напружено-деформованого стану залізобетонних конструкцій захисної плити споруди укриття на дію вибухової ударної хвилі при детонації бойової частини дрону-камікадзе. Під час проектування захисних споруд критичної інфраструктури комп’ютерне моделювання використовується для оцінки реального впливу вибухового навантаження на міцність конструктивних елементів. Час дії активної фази вибухового навантаження є дуже коротким і становить лише тисячні долі секунди, тому моделювання доцільно проводити за допомогою явних методів прямого інтегрування в часі.
Конструкція укриття, що розглядається в роботі, є окремою спорудою каркасного типу, яка включає в себе залізобетонну плиту на металевій балочній клітині з балок двотаврового перерізу. Зверху плити влаштована піщана засипка. Дослідження проводилися прямим динамічним методом (explicit method) у програмному комплексі SIMULIA Abaqus з урахуванням моделей нелінійної поведінки матеріалів у тривимірній постановці. Для залізобетонних конструкцій була врахована дискретно розташована арматура. Для бетону використано модель “Concrete Damage Plasticity”, що враховує накопичення пошкоджень. Розроблена розрахункова схема укриття представляла собою фрагмент покрівлі захисної конструкції укриття в умовах циклічної симетрії.
Вплив вибухової хвилі на конструкції моделювався за допомогою алгоритму CONWEP. У статті наведено основні принципи врахування вибухового навантаження за цим алгоритмом.
За результатами досліджень показано, що при детонації дрону-камікадзе від вибухової хвилі утворився кратер у піщаній засипці, що відкрив плиту. Отримано, що деформації, пов’язані із виникненням тріщин у залізобетонній плиті відбувається в різні моменти часу. Показано, що незважаючи на виявлені пошкодження плити, конструкція захисту в цілому витримала вибухове навантаження. Інтенсивність тиску вибухової ударної хвилі значно знижується по мірі віддалення від місця вибуху. Такий підхід є ефективним способом зменшення впливу вибухової ударної хвилі.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Коцюруба В.І. Методика розрахунків та обґрунтування вимог до інженерного за-хисту об’єктів критичної інфраструктури від БпЛА типу баражуючий боєприпас./ В.І. Коцюруба, А.С. Білик, А.О. Веретнов, Г.С. Гайдарли, Р.М. Борта, Б.І. Тертишний // Опір матеріалів і теорія споруд. Нау-ково-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2022. –№109. – С. 164-183. DOI: 10.32347/2410-2547.2022.109.164-183
Unified facilities criteria (ufc) structures to resist the effects of accidental explosions UFC 3-340-02. 5 December 2008, P.1443-1446.
Dassault Systèmes Simulia Corp. “ABAQUS Analysis User’s Manual, Version 6.12.” Providence, Rhode Island: Dassault Systèmes Simulia Corp. 2012b.
Коцюруба В.І. Вплив повітряної ударної хвилі на укриття / В.І. Коцюруба, І.П. Да-ценко, В.О. Дачковський, Р.М. Черевко, В.М. Полюляк, О.А. Іващук, І.І. Фурман // Опір матеріалів і теорія споруд. Науко-во-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2020. –№105. – С. 133-144. DOI: 10.32347/2410-2547.2020.105.133-144
Волощенко О.І. Удосконалення методики розрахунку конструкцій покриття закри-тих польових фортифікаційних споруд для забезпечення живучості військ у су-часному збройному конфлікті / О.І. Во-лощенко, М.Г. Кушніренко, І.В. Черних // Опір матеріалів і теорія споруд. Науко-во-технічний збірник. – К.: КНУБА. – 2021. –№106. – С. 282-295. DOI: 10.32347/2410-2547.2021.106.282-295.
Wang L. Study on Pressure Reconstruction Method of Explosion Shock Wave / L. Wang, D. Kong // Journal of Applied Fluid Mechanics, –2023. – Vol. 16, No. 7, pp. 1442-1454. ISSN 1735-3572. DOI: 10.47176/JAFM.16.07.1690.
Faiza Mohamed. Investigation on Air-Blast Explosion Effect on reinforced concrete Buildings (CaseStudy) / Faiza Mohamed, Zauba A., Aziz Al-Rawi, Ahmed El-Badawy Sayed, Abubaker M. Omer Barahim, Yasser R. Tawc // International License – Research Square. – 21p. doi.org/10.21203/rs.3.rs-2058537/v1
Kotsiuruba, V.I., Bilyk, A.S., Veretnov, A.O., Haidarly, H.S., Borta, R.M., Tertyshnyi, B.I. (2022). Metodyka rozrakhunkiv ta obgruntuvannia vy-moh do inzhenernoho zakhystu obiektiv krytychnoi infrastruktury vid BpLA typu barazhuiuchyi boieprypas [Method of calculations and substantiation of requirements for engineering protection of critical infrastructure objects from UAVs with warheads]. Opir materialiv i teoriia sporud. Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 109, 164-183. DOI: 10.32347/2410-2547.2022.109.164-183. (in Ukrainian).
Unified facilities criteria (ufc) structures to resist the effects of accidental explosions UFC 3-340-02. (2008). 5 December 2008, P.1443-1446.
Dassault Systèmes Simulia Corp. “ABAQUS Analysis User’s Manual, Version 6.12.” Providence, Rhode Island: Dassault Systèmes Simulia Corp. 2012b.
Kotsiuruba V.I., Datsenko I.P., Dachkovskyi V.O., Cherevko R.M., Poliuliak V.M., Ivashchuk O.A., Furman I.I. (2020). Vplyv povitrianoi udarnoi khvyli na ukryttia [Influ-ence of air shock wave on shelter]. Opir materialiv i teoriia sporud. Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 109, 133-144. DOI: 10.32347/2410-2547.2020.105.133-144 (in Ukrainian).
Voloshchenko O.I., Kushnirenko M.H., Chernykh I.V. (2021). Udoskonalennia metodyky rozrakhunku konstruktsii pokryttia zakrytykh polovykh fortyfikatsiinykh sporud dlia zabezpechennia zhyvuchosti viisk u suchasnomu zbroinomu konflikti []. Opir materialiv i teoriia sporud. Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Kyiv: KNUBA, 106, 282-295. DOI: 10.32347/2410-2547.2021.106.282-295. (in Ukrainian).
Wang, L., Kong, D. (2023). Study on Pressure Reconstruction Method of Explosion Shock Wave. Journal of Applied Fluid Mechanics. Vol. 16, No. 7, pp. 1442-1454. ISSN 1735-3572. DOI: 10.47176/JAFM.16.07.1690.
Faiza Mohamed, Zauba A., Aziz Al-Rawi, Ahmed El-Badawy Sayed, Abubaker M. Omer Barahim, Yasser R. Tawc. (2022). Investigation on Air-Blast Explosion Effect on reinforced concrete Buildings (CaseStudy). International License – Re-search Square. – 21p. doi.org/10.21203/rs.3.rs-2058537/v1