Горев Вячеслав Александрович, д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры комплексной безопасности в строительстве
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26
Vyacheslav A. Gorev, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor of Department of Integrated Safety in Civil Engineering
Yaroslavskoe shosse, 26, Moscow, 129337
Введение. На сегодняшний день отсутствуют модельные нагрузки, описывающие действие внутреннего взрыва. Представленная в статье работа ставит своей целью построить модельную нагрузку, характеризующую внутренний взрыв с учетом использования инерционных предохранительных конструкций. В статье приведены соответствующие примеры.Методы. Эксперимент и численное моделирование устанавливают характеристики внутреннего взрыва, определяющие его разрушительное действие. В первую очередь — это уровень и темп нарастания давления при формировании первого пика. После первого пика происходит спад и новый подъем до второго пика с последующим окончательным падением давления. Участок подъема до первого пика описывается кубической параболой. Постоянная величина давления, равная наибольшему значению из двух пиков, заменяет спад и подъем между пиками. Линейная зависимость описывает участок окончательного спада давления так, чтобы деформация в конечной точке заканчивалась. Время нарастания давления рассчитывается из условия вскрытия проема и с учетом характеристик предохранительных конструкций. Наступление второго пика определяется из условия достижения пламенем своей максимальной площади.Результаты и их обсуждение. Деформация на первом участке вычисляется решением приведенного уравнения движения балки. Деформация между пиками оценивается на основе баланса энергии. На участке спада деформация определяется решением уравнения движения. На решение накладывается условие окончания деформации.Выводы. Результаты показывают, что время между пиками имеет важное значение при давлениях, близких к пиковому. Анализ устанавливает условия, при которых деформация остается упругой. Результаты работы могут быть использованы при оценке несущей способности конструкции зданий взрывоопасных производств. Применение предложенной нагрузки дает консервативные результаты.
Introduction. Presently, there are no model loads that describe the burst effect of an internal explosion. The goal of the article is to design a model load that characterizes an internal explosion with regard for the effect of inertial safety structures. The author provides relevant examples.Methods. The experiment and the numerical modeling identify the characteristics of an internal explosion, primarily, its destructive effect. First of all, these characteristics include the pressure value and rate in the process of the first peak formation. A drop follows the first peak. Another rise to the second peak is followed by the final pressure drop. The rise to the first peak is described by a cubic parabola. The constant value of pressure is equal to the highest value of the two peaks. It replaces the drop and rise between the peaks. The linear dependence describes the area of the final pressure drop, so that the deformation is completed at the end point. The time of the pressure rise is determined by breakup, and it takes account of the characteristics of safety structures. The time of the second peak is the time when the flame area is maximal.Results and discussion. The deformation that may occur before the first peak represents a solution to the equation, describing the beam motion. This equation is provided in the article. The deformation between the peaks is determined by the balance of energy. The deformation, that occurs when the pressure drops, is identified by the solution to the motion equation. The solution is subject to the deformation completion condition.Conclusions. The results show that the time between the peaks is important when the pressure is close to maximal. The analysis identifies the conditions under which deformation remains elastic. These results can be contributed to the assessment of the bearing capacity of buildings that accommodate explosive production facilities. This approach ensures conservative results.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.