Расчёт нагрузки на здания ядерного острова АЭС при ударе воздушного судна

Аннотация

Стандарты МАГАТЭ предписывают выполнять проектирование атомных электростанций (АЭС) в предположении экстремального воздействия не только природных, но и техногенных явлений. В частности, одним из современных обязательных требований стандарта МАГАТЭ SRS 87 является учёт возможного падения или целенаправленного удара тяжёлого коммерческого самолёта в железобетонные конструкции АЭС. При этом предусмотрена величина нагрузок, передаваемых на строительные конструкции при ударах таких воздушных судов, как «Боинг 720» и «Боинг 707-320». В простейшем случае - при ударе самолёта в плоскую малодеформируемую преграду по нормали, нагрузка на конструкцию может задаваться напрямую как распределённая сила, действующая на площадь пятна удара. При ударе же самолёта по касательной к поверхности конструкции или приложении нагрузки к поверхности сложной формы, а также при необходимости принимать во внимание последовательное пробивание нескольких преград такой способ нагружения использоваться не может . В работе представлена универсальная методика моделирования воздействия на строительные конструкции путём удара самолётом, основанная на методе конечных элементов (МКЭ) в эйлеровой формулировке. Построены соотношения, позволяющие по заданной нагрузке и известной форме пятна удара идентифицировать геометрические, прочностные и массовые параметры конечно-элементной модели, имитирующей самолёт. Проведено сравнение реакции железобетонной конструкции на нормативное давление и на удар моделью, показано хорошее согласование полученных результатов. Математическая модель тяжелого коммерческого самолёта с установленными из численных экспериментов характеристиками применима для численного моделирования удара в здания и сооружения АЭС в соответствии с новыми требованиями МАГАТЭ.