Features of determination of the dynamic amplification factor under impulse loads

It is accepted to lead non-stationary loads to equivalent static loads in practice of construction design. Different methodologies are used to calculate the effects of dynamic impact on building structures. This article describes evaluation methodology of dynamic amplification factor under impact loads, arising in case of explosions, falling of massive bodies, hydraulic impact. To calculate the dynamic amplification factor it was determined frequency of fundamental tone of natural oscillation. A shortcoming of described evaluation method of dynamic amplification factor under impact loads is the assumption that oscillation process of each element happens at a certain frequency (usually at the fundamental tone frequency); though in fact oscillations happen in all range of natural frequencies of elastic element. Besides, any boundary conditions for this methodology can be set with certain approximations. Nevertheless structural analysis of building constructions in conditions of emergency situation, when the maximum possible loadings have been taken as initial data, such approach in determination of Kdyn is justified in a certain degree. The integrating equations for different types of loads and various ratios between load duration and natural oscillation period has allowed to determine values of dynamic amplification factor for such ratios at five types of loads. It have been shown that temporality of loading influences dynamic amplification factor only at certain ratios between load duration and natural oscillation period. This fact can be attributed to a sufficiently long (in ratio to the natural oscillation period), but not to impulse loads. Values of dynamic amplification factor for various ratios between load duration and natural oscillation period under the impact forces and under the growth phase load were given. The type of load have not affect numerical values of dynamic amplification factor for the presented ratios. The main influence on dynamic amplification factor is the pressure pulse.

статическая нагрузка, динамическая нагрузка, коэффициент динамичности, расчет строительных конструкций, типовые нагрузки, период собственных колебаний конструкции, static load, dynamic load, dynamic amplification factor, structural analysis, typical loads, natural oscillation period

1. Назаров В. П., Коротовских Я. В. Компьютерные технологии прогнозирования пожаровзрывоопасности производственных объектов Технологии техносферной безопасности.-2010.- № 5. -С. 21-26.

2. Ефремов К. В., Лисанов М. В., Софьин А. С., Самусева Е. А., Сумской С. И., Кириенко А. П. Расчет зон разрушения зданий и сооружений при взрывах топливно-воздушных смесей на опасных производственных объектах Безопасность труда в промышленности.-2011.-№9.-С. 70-77.

3. Yan S., Wang J.-H., Wang D., Zhang L. Mechanism analysis on progressive collapse of RC frame structure under blast effect Gongcheng Lixue Engineering Mechanics.-2009.-No. 26 (suppl. 1).- P. 119-123, 129.

4. Chen H. L., Xia Z. C., Zhou J. N., Fan H. L., Jin F. N. Dynamic responses of underground arch structures subjected to conventional blast loads: Curvature effects Archives of Civil and Mechanical Engineering. -2013. -Vol. 13, Issue 3. -P. 322-333. DOI: 10.1016j.acme.2013.04.004.

5. Попов Н. Н., Расторгуев Б. С. Динамический расчет железобетонных конструкций. - М. : Стройиздат, 1974.-207 с.

6. Расторгуев Б. С. Методические указания по проектированию новых и обследованию существующих строительных конструкций зданий взрывоопасных производств.-М. : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1996.-227 c.

7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия (с изм. № 1, 2). URL: http:docs.cntd.rudocument 5200280 (дата обращения: 15.01.2018).

8. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. Справочник проектировщика Под ред. Б. Г. Коренева, И. М. Рабиновича. -М. : Стройиздат, 1981. -218 с.

9. Polandov Iu., Korolchenko D. The consideration of the turbulence influence on the gas explosion expansion in non-closed areas MATEC Web of Conferences. - 2017. - Vol. 106, Art. 01040. - 8 p. DOI: 10.1051matecconf201710601040.

10. Korolchenko D., Pizhurin A. Simulating operational control of production in lumber house building businesses MATEC Web of Conferences. - 2017. - Vol. 117, Art. 00084. - 7 p. DOI: 10.1051matecconf201711700084.

11. Korolchenko D. A., Sharovarnikov A. F., Byakov A. V. The analysis of oil suppression by aqueous film forming foam through a gas-salt layer of water Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 1073-1076.-P. 2353-2357. DOI: 10.4028www.scientific.netamr.1073-1076.2353.

12. Komarov A., Bazhina E., Bobrov Yu. Relationship between gas-dynamic flows and impacts of emergency explosions indoors MATEC Web of Conferences. - 2016. - Vol. 86, Art. 04048. - 5 p. DOI: 10.1051matecconf20168604048.

13. Сулименко В. А., Комаров А. А., Васюков Г. В., Загуменников Р. А. Особенности расчета параметров процесса возникновения взрывоопасных смесей при аварийных ситуациях Технологии техносферной безопасности. -2015.-№ 4(62)-С. 109-116.

14. Kabantsev O., Perelmuter A. Modeling transition in design model when analyzing specific behaviors of structures Procedia Engineering.-2013.-Vol. 57.-P. 479-488.DOI:10.1016j.proeng.2013.04.062.

15. Fialko S. Yu. Iterative methods for solving large-scale problems of structural mechanics using multi-core computers Archives of Civil and Mechanical Engineering.-2014.-Vol. 14, Issue 1.-P. 190-203. DOI: 10.1016j.acme.2013.05.009.

16. Fialko S. Parallel finite element solver for multi-core computers Federated Conference on Computer Science and Information Systems (September 9-12, 2012, Wrocіaw, Poland).-2012.-Art. 6354298.- P. 525-532.

17. Юдаков А. А., Бойков В. Г. Численные методы интегрирования уравнений движения многокомпонентных механических систем, основанные на методах прямого интегрирования уравнений динамики метода конечных элементов Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. -2013. -Вып. 1. -С. 131-144.

18. Котляревский В. А. Коррекция динамических испытаний конструкций на моделях при наличии масштабных эффектов Строительная механика и расчет сооружений.-2014.-№1(252).- С. 43-48.

19. Котляревский В. А. Особенности вибрационной диагностики в строительстве Наука и безопасность. -2013.-Вып. 4(9).-С. 2-10.

20. Кашеварова Г. Г., Пепеляев А. А. Моделирование и ретроспективный анализ взрыва бытового газа в кирпичном здании Строительная механика и расчет сооружений.-2010.-№2.-C. 31-36.